混沌作为自然界中最广泛存在的一种非线性运动形式,因其广阔的应用发展前景迅速成为了广大学者所研究和讨论的焦点。而混沌控制和混沌同步作为应用混沌于实际的核心,亦成为当今混沌学讨论的重点。分数阶微积分理论的崛起拓宽了混沌控制和同步的深度和广度。尽管混沌控制和同步已经有了较为成熟的理论,但是分数阶混沌系统的控制和同步及其应用的研究还属萌芽阶段,因此这也成为21世纪最具前沿性的学术热点。本文主要对分数阶混沌系统和分数阶超混沌系统的控制和异结构同步进行研究,其主要内容及成果如下:首先,根据混沌学的基本理论,对一个新的分数阶混沌系统和分数阶超混沌系统进行了分析。对反馈控制法进行了优化,实现分数阶混沌系统的控制,结合理论分析和数值仿真验证了控制方法的有效性;改进了自适应控制法,实现对分数阶超混沌系统控制和未知参数识别。通过数值仿真验证了该控制方法的可行性,并与应用反馈控制法、未改进的自适应控制法时的混沌控制效果做对比,体现出新方法拥有更快的控制速度和更高的控制效率。其次,针对分数阶超混沌系统中出现参数不确定的情况,基于自适应控制的思想,把自适应控制法引入到混沌同步中,针对性地对实际系统设计同步方案,最终完成了分数阶超混沌系统之间的同步。应用一般的同步法和所研究的自适应法进行数值仿真对比,最终的结果,一是验证了理论中所提出方法的有效性;二是对比得出所提方法可以实现未知参数的辨识,在参数未知时的分数阶超混沌系统的异结构同步中更有优势。最后,针对分数阶混沌系统异结构同步中有不同维数的情况。基于投影同步设计了同步方法和控制器,以两个不同维数的系统为例,实现了两个系统的异结构同步并进行了数值仿真验证。此外,将投影同步与保密通信结合,选取了实例进行模拟仿真,验证了所提方案对信息保密传递的有效性。