本文利用理论推导和数值模拟相结合的方法研究了混沌的控制、同步以及混沌在保密通信中的应用，作者的主要工作如下： (1) 研究了高维蔡氏超混沌系统高精度同步问题。基于全维状态观测器理论，设计了蔡氏超混沌系统高精度同步方法，理论证明了该方法的有效性和可控性。这种同步方法具有精度高、效率高、简单、灵活和能控的特点。计算机仿真结果验证了该方案的有效性。 (2) 研究了基于非线性控制的超混沌LC振子系统的主动追踪同步问题。针对四维超混沌LC振子系统，设计了非线性控制器，理论证明了超混沌LC振子系统以指数速率追踪任意给定的参考信号，并实现了超混沌LC振子系统与不同维数混沌系统的异结构同步。数值仿真实验进一步验证了本文控制器的有效性。 (3) 研究了不确定混沌系统自适应异构同步及其在保密通信中的应用。基于Lyapunov稳定理论，给出了自适应控制器和参数更新规则，并在理论上证明了利用该控制策略可使不确定Chen系统与不确定Lu系统渐近地达到全局同步，并且可以辨识出响应系统的未知参数。最后将该方法应用于保密通信中。数值模拟结果进一步验证了该控制器的有效性。