分数阶PID控制器整定方法是当前控制领域研究的一个热点,许多学者对这一问题进行了研究,也取得了很多成果。由于较常规的PID控制器增加了两个调节参数λ,μ,从而使得控制器参数的调节更为灵活,控制效果更为优越,但同时也增加了参数整定的难度。本文结合现有的成果,在如下几个方面对该问题进行了研究。首先,对量子进化算法进行了研究,提出了基于Bloch球面的改进量子进化算法进行分数阶PID控制器参数整定的方法,并与文献中提出的利用改进的PSO算法和遗传算法进行控制器整定的方案进行了仿真结果对比,证明了利用该方法的有效性。其次,在已有的分数阶PID控制器参数稳定域研究成果的基础上,提出了一种最优参数整定的方法。针对整数阶或分数阶被控系统,利用该方法可首先得到参数的实根边界(RRB),复根边界(CRB)和无穷根边界(IRB),并根据边界确定频率变化和控制器参数的取值范围。然后以时间乘以误差绝对积分(ITAE)为性能指标,相角幅值裕度作为约束条件,利用遗传算法得到优化参数。仿真结果表明,运用该方法对分数阶PID控制器参数进行整定,可以得到较好的系统动态特性。最后,文中对灵敏度约束条件下的分数阶PID控制器参数整定问题进行了研究。在已有成果的基础上,推导了分数阶PID控制器满足灵敏度约束的Kp,Ki参数表达式,以积分滞后分数阶和准一阶滞后分数阶两类系统为被控对象进行了研究。根据本文提出的方法进行稳定解判定,可以避免现有方法的繁琐过程,并以仿真实例说明所提方法的有效性。