自从Lorenz提出“蝴蝶效应”以来，混沌已经引起了数学，物理学和工程技术人员的极大兴趣。特别是进入二十世纪八十年代以来，混沌学更是与其它科学相互渗透、相互发展，无论是在生物学、生理学、心理学、数学、物理学、电子学、信息科学，还是在经济学、气象学，甚至在艺术学等领域，混沌都得到了广泛的应用。 由于混沌广泛存在于现实世界中，而且具有自己独特的特性，因此人们在发现混沌的同时，也在探索抑制和利用混沌的有效方法。之所以要抑制混沌，是因为有的系统因为混沌的存在而使系统变得极不稳定，不能满足人们的实际需求。因此，各种各样的控制混沌的方法应运而生，如状态反馈、自适应控制、神经网络、滑模变结构控制方法等，都在实际的混沌系统和电子电路等大量的实验中得到了验证。 但是，混沌系统由于对初值的极端敏感和呈现出的类随机特性，也使混沌运动本身成为一种人们追求的目的。例如，人们利用混沌的类随机特性进行密码算法的设计，利用混沌系统的遍历性进行目标的混沌优化设计，利用混沌系统的同步进行保密通信的研究等，这些前沿研究不仅具有重要的理论价值，而且具有重要的应用价值。 本论文的研究主要集中在以下三个方面，其一是混沌的控制和同步研究，其二是混沌在实际中的应用，第三方面，就是混沌的逆控制，即混沌的生成。本文从以上三个方面，对混沌系统进行了研究，主要研究内容和创新如下： 1.在混沌系统的控制和同步方面：(1).对于一类确定性的混沌系统，提出了基于观测器同步方法，该方法适用于一大类混沌系统，仿真结果显示了该方法有效性。 (2).对于确定性的混沌系统，提出了基于部分变量反馈的混沌系统的控制与同步，由于混沌系统具有自身独特的特性，因此，对于许多混沌系统来说，这种控制器是存在的。 (3).对于不确定性的混沌系统，研究了基于正交函数神经网络的混沌系统的同步，正交函数网络设计简单，收敛速度快，仿真结果验证了该控制器的有效性。 (4).对于确定和不确定混沌系统，提出了混沌系统的一种鲁棒有限时控制器的设计方法，由于该控制器设计简单，收敛到零的时间可以估计，因此，该控制器具有较强的应用价值。 (5).研究了参数完全确定和不确定时陈系统的同步，通过一个单输入的非线性控制器即可实现这种同步，和其它有关的控制器相比，该控制器设计简单易于实现。 2.在混沌系统的应用方面：(1).提出了一类混沌系统的混合观测器同步，并研究了基于该观测器的同步在安全通信中的应用，并以Rossler混沌系统为例进行了仿真研究，结果是可行的。 (2).提出了基于混沌密码流的IC卡数据加密算法设计与实现。由于混沌系统具有对初始数值的极端敏感性，因此利用该特性实现了对IC卡数据的加密并成功应用到智能仪表中，提高了智能仪表的安全性能。 (3).提出了一种基于混沌数字流的信息隐藏技术，由于混沌数字流信息量大，具备特殊的类随机性，因此可以隐藏大容量的信息，给出了一种隐藏算法并进行了验证。 3.在混沌系统的生成方面，提出了一个新的超混沌系统，通过对统一混沌系统的状态反馈，实现了一类超混沌系统的生成方法，该超混沌随着参数的变化经历了复杂的状态变化，即从超混沌到混沌，最后到周期轨道，仿真和分形分析验证了系统的超混沌特性。