控制性能评估是控制理论研究领域的重要分支。工业控制回路中的控制器在投产初期一般能保持高性能状态,但由于复杂工业环境的影响,回路控制器不能长时间保持稳定运行,进而使得控制系统的性能达不到生产要求,最终导致产品质量的下降,甚至造成生产安全事故等严重后果。所以,设计合理的控制性能评估技术评估回路性能,保障回路控制器的高性能运行,保障工业生产过程的安全高效运转具有重要的实际意义。温度控制系统是一类具有大时滞、非线性特点的过程,研究表明,使用分数阶建模和分数阶控制方法能够较好地控制这类过程。与此同时,现有的控制性能评估研究几乎都是基于整数阶控制系统,仅有的几篇关于分数阶系统性能评估的研究文献所用的方法也是单方面的,因此,本文从同时考虑输入和输出性能的LQG评估基准出发,首次将LQG基准以及新提出的分数阶LQG基准应用到分数阶控制系统性能评估研究中。本文以工业电加热炉温度控制系统为研究对象,从分数阶模型辨识,控制性能评估方法和控制器性能优化整定的角度出发,主要研究了以下三部分内容:(1)首先介绍了工业电加热炉的构造和它的工作流程,然后,通过采集加热炉输入输出数据,运用基于时域信息的改进随机数直接搜索法(New LuusJaakola)辨识了加热炉的分数阶模型。(2)基于加热炉分数阶模型,使用LQG基准,求取了LQG性能权衡曲线,然后,针对存在模型匹配和失配情况的加热炉控制系统,使用LQG基准对分数阶预测函数控制器在不同参数整定下的控制性能进行了评估。(3)在常规LQG基准的基础上,向LQG目标中加入分数阶微积分算子,同时,将加热炉分数阶模型以Grünwald-Letnikov分数阶微积分定义离散化得到的过程模型设计了一种分数阶LQG基准,进一步求取了分数阶LQG性能权衡曲线。通过仿真表明,在同等的条件下,分数阶LQG基准比常规LQG基准更具参考性、更合理,最后,针对存在模型匹配和失配情况的加热炉控制系统,使用该基准对分数阶PID控制器在不同参数整定下的性能进行了评估。