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将一个四维的整数阶超混沌系统扩展为分数阶形式，分析了扩展的分数阶系统的混沌特性。基于分数阶系统稳定性理论，与追踪控制思想相结合，提出一种分数阶混沌系统异构同步方法，并给出了同步控制器的解析式。以分数阶Rossler超混沌系统与扩展的分数阶混沌系统的异构同步为例，进行了数值仿真，并将所提的同步应用于图像加密解密。理论分析与仿真实验的结果表明：扩展的分数阶系统出现混沌的最低阶数是3.2阶；应用分数阶混沌同步进行图像加密解密具有密钥敏感，加密后图像具有类随机均匀分布和相邻像素相关性低的优良特性。