混沌是确定性非线性动力系统所表现出来的内在随机性。自从1990年Pecora和Carroll提出混沌同步的原理,并在电路中得以实现以来,混沌控制与同步及其应用迅速成为非线性研究领域的研究热点,尤其是以混沌同步为基础的保密通信在实际应用中得到了广泛的关注。本文研究的主要内容是:首先,针对异结构混沌系统,根据主动控制思想和Lyapunov稳定性定理,构造主动控制器使得两个异结构的混沌系统在短时间内实现同步,控制器简单,效果良好;基于混沌掩盖和混沌参数调制技术,采用同步的异结构混沌系统,构造保密通信系统,数值仿真表明,在接收端,有用信号均能有效地恢复出来。第二,统一混沌系统中,利用Lvapunov直接法构造非线性函数,通过采用系统参数自适应率和控制器,响应系统能够在较短的时间内与参数切换的驱动统一混沌系统达到较稳定的同步;基于互异参数统一混沌系统的混沌掩盖保密通信系统中,有用信号能够在接收端得到有效的恢复。自适应参数适应率使得发送端驱动系统参数随机切换,发送端系统不再一成不变,增加了破译难度。此外,有用信号转换函数的处理,使得系统的保密性能得到了进一步加强。第三,针对不确定混沌系统,基于主动控制与虚拟反馈控制的思想,利用滑模控制理论,设计了一种鲁棒滑模控制器。数值仿真表明,该方法使得不确定Chen混沌系统能够较快地实现同步,且同步的稳定性良好。最后,根据驱动一响应同步结构,构造了基于滑模观测器的响应系统,采用滑模变结构控制器,使得不确定混沌系统能够达到同步。利用等效控制原理构造了滑模观测器,实现了有用信号的恢复。数值仿真表明,该方案能够使不确定混沌系统Genesio快速达到同步,且能较好地恢复出隐藏的有用信号。