混沌是非线性系统中的一种新的存在形式，具有十分丰富的内部层次的有序结构。细胞神经网络(CNN)是一个大规模非线性模拟系统.混沌与细胞神经网络两者都具有非线性动力学特性。随着对混沌现象和分叉理论研究的深入，细胞神经网络中的混沌现象以及其应用方面的研究日益成为研究的热点。本文基于细胞神经网络(CNN)的结构，分别在理论上和工程应用上对CNN进行了深入研究，主要研究内容如下：（1）基于细胞神经网络的结构，设计了2种混沌模型：滞环混沌系统和MLC混沌系统，由于滞环函数的难以直接编写函数实现，本文通过MATLAB中的SIMLINK模块进行搭建模型，本文没有采用传统文献中的搭建积分环节来实现状态方程中的微分，而是直接调用了SIMLINK中的状态模块，通过对该模块里参数的设置来实现整个系统的构建。（2）在前述的混沌系统基础上进行优化设计和改进，实现了多卷混沌或者超混沌。（3）对本文设计的所有混沌系统，进行理论的分析和混沌特性的验证（相平面图、李雅普诺夫指数，功率谱图）。（4）最后，本文研究了混沌系统在图像加密领域的工程应用。利用本文所设计的MLC混沌系统，设计实现了一个图像加密解密的软件平台，经验证，加密解密效果良好，可应用于工程实践。