人的一生约有三分之一的时间是在睡眠中度过，许多重要的生理过程在睡眠中发生、发展，对睡眠过程的研究无疑对我们了解人体生理机制有重要意义。对睡眠的观察和监护是医学的重要课题，是研究生命机理的重要窗口。 人类通过睡眠，可以消除疲劳，更好地恢复精神和体力，使人在睡眠之后，保持良好的觉醒状态，提高工作、学习效率。而睡眠和休息效果的判定，不仅要看睡眠时间的长短，更重要的是要了解睡眠的内容。人们发现，睡眠过程有其复杂的结构和多种生理变化，不同阶段的睡眠效果和生理过程有很大不同。因此对睡眠特性以及结构进行研究可以揭示睡眠的机制，改善睡眠质量。 脑电信号是由脑的神经系统产生的一种可测的电生理反应，可无创伤测量。脑电用于睡眠研究已有很长的历史，对于脑电是否为混沌信号也是一个很有争议的话题。如果确定脑电是混沌的信号，那么分析脑电就可以使用非线性的分析方法。睡眠脑电信号是脑电信号中比较有规律的一种，而关于脑电信号的混沌性的研究很多，说法也很不一致。本论文就是采用混沌的方法来研究睡眠脑电的不同分期。首先对睡眠的不同分期的脑电信号利用相空间理论确定了嵌入维m和延时时间t，对它们进行了相空间的重构；随后又分别利用了混沌理论中的判别方法(最大Lyapunov指数法和Cao方法)和替代数据的方法判断睡眠脑电是混沌信号，并计算出其各个分期的分形维数；最后利用求得的数据在各自的相空间中画出了吸引子的图形和庞加莱截面，更加形象的说明了睡眠脑电信号的混沌特性。