在非线性科学和混沌电路领域,研究各种不同类型并适合保密通信的混沌与超混沌信号的产生是近年来物理学和信息科学界所关注的热门话题,利用多涡卷或多翼混沌吸引子复杂的拓扑结构及其丰富的动力学行为,在神经网络、数字水印、保密通信和流体力学等领域有着广阔的应用前景。因此,研究新的更复杂的多涡卷或多翼混沌系统成为许多工程应用中的关键问题。本文简要分析了国内外混沌系统的研究背景与意义,总结了混沌系统的发展历程,介绍了混沌系统分析方法及混沌电路基础。在阅读大量文献和混沌理论的基础上,依据多涡卷和多翼混沌系统结构更复杂性特点,研究出两种新的网格多涡卷和多翼混沌系统,并进行了相应的硬件电路设计。主要工作和成果如下:(1)提出了一种能产生多平面分块网格多涡卷混沌吸引子的方法。首先,在新提出的改进型三阶Jerk混沌系统基础上,选取合适的非线性函数来控制产生多涡卷吸引子的数量和多涡卷的方向,然后加入新的控制函数并观察其系数的Lyapunov指标谱和平衡点的变化。最后通过调整控制函数系数来得到分块网格多涡卷混沌吸引子。硬件电路实验结果验证了该方法的可行性。(2)提出了一种在新的广义两翼Lorenz混沌系统的基础上,通过加入新的非线性调制函数产生更复杂的新的多平面网格多翼混沌吸引子的方法。该系统打破了 Lorenz混沌系统的动态特性限制,即多翼混沌系统仅局限在正半空间而受到一定的阈值限制。且通过改变非线性函数的非线性项和控制不同非线性函数的参数之间的关系,从而产生不同的多平面网格多翼混沌吸引子。所提出的方法不同于其他混沌系统构造方法,即通过平方对称多段线性函数和阶梯函数并结合符号函数生成网格多翼混沌吸引子。数值仿真分析了新系统的动力学特性,如耗散性,稳定性,Lyapunov指标谱和分岔图,验证了该多翼混沌系统具有极为丰富的动力学特性,并进行了相应的计算机模拟实验。最后,设计实现了改进型基于模块化的该多平面网格多翼混沌系统的硬件电路,电路实验结果与数值模拟结果相一致验证了该设计方法的可行性,为未来的混沌电路设计和工程应用提供了一些设计指导原则。