自Lorenz于1963年在大气对流模型中发现首个混沌吸引子以来,人们对混沌的研究重点已逐渐从如何避免混沌转变为有效利用混沌。现有研究已经证实混沌信号的不可预测性、高复杂度以及连续宽带谱等性质十分适用于保密通信。分数阶形式的混沌系统和超混沌系统较于整数阶混沌系统具有更高的复杂度。目前,国内外对于混沌系统的研究大部分仍是建立在整数阶的基础上,而对于其在分数阶条件下表现出的隐藏混沌特性还研究甚少。针对上述问题,本文围绕隐藏分数阶混沌系统开展了一系列研究,具体工作内容可分为如下两个部分:(1)在经典整数阶混沌系统的基础上构造出新的含隐藏吸引子的分数阶混沌系统,利用相图、分岔图、Lyapunov指数谱和复杂度谱等非线性动力学研究工具对新的分数阶混沌系统的动力学行为进行研究,发现了诸如吸引子簇发、吸引子共存、偏移提升、多稳态等多种特殊的动力学现象;基于改进型模块化设计思路和分立元件,根据分数阶混沌系统的数学模型,分别在电路仿真平台上和硬件实验平台上实现了该混沌电路,成功捕获到了各态吸引子,且电路实验结果与数值模拟结果一致。(2)利用非线性动力学研究工具对分数阶形式下的超混沌Li系统的复杂动力学行为进行了研究,不仅发现了由初始值不同引起的多稳态现象,也发现了由于偏移提升量引入系统而造成的吸引子类型突变现象,少有分数阶混沌系统能同时展示出这样由不同原因造成的多个吸引子存在的现象,尤其是含隐藏吸引子的分数阶混沌系统;采用单向耦合同步方法,设计了相应的同步电路,在电路上实现了两者的同步,证明了该同步方法的有效性。为进一步验证系统的物理可实现性,在面包板上实现了由分立元件搭建的分数阶超混沌系统硬件电路,示波器成功捕获到了超混沌吸引子。