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飞剪机是冶金板材行业横切机组的核心设备之一,其主要功能是实现与待剪钢材的速度同步、连续剪切钢板。随着控制技术和电机技术的快速发展,人们对于飞剪系统控制性能的要求也不断提高。实际应用中,通常采用传统PID控制,PID结构简单、易于实现,但是在系统参数变化、存在外干扰等工况变化时控制性能不够理想。分数阶PID控制器作为整数阶PID在分数阶领域的扩展。近年来,得益于计算机技术的飞速发展,分数阶PID控制器的实现成为可能。作为传统PID控制器的升级,因其巨大的发展潜力,有关分数阶控制器的应用问题也得到了广泛的关注。本文尝试将分数阶PID控制方法引入飞剪机的控制器设计中,这对于进一步改善飞剪机的控制性能,深入分数阶PID控制器研究具有重要的理论意义和实际意义。本文首先基于飞剪的工艺背景对飞剪的工作原理、控制原理进行了综合研究。接着,对分数阶微积分理论基础做了分析研究,重点研究了分数阶微积分算子时频域转换法以及频域间接实现方法,并基于近似算法展开阶次选择问题进行了仿真研究。其次,针对飞剪机速度控制问题,分别进行了三种类型的分数阶PID控制器的设计,并与常规PID控制器对比进行仿真研究。仿真结果表明,利用幅值裕量和相位裕量法进行参数整定的分数阶PID控制优于传统PID控制,基于飞剪机速度控制的分数阶PDμ控制在动态性能、跟随性能以及抗扰动能力等方面控制效果最好。最后,本文还将分数阶PID控制器与模糊控制器组合成模糊分数阶PID控制器引入飞剪机速度控制中进行研究,重点研究了模糊分数阶PID控制器参数自整定方法,并进行了仿真实验,仿真结果表明模糊分数阶PID控制器能够能实现控制器参数自整定,可以降低系统的超调量,有效提高飞剪速度控制系统的控制品质。本文给出的分数阶PID控制器和模糊分数阶PID控制器在飞剪机速度控制中的应用研究是探索性的尝试,顺应当前世界工业控制领域向着智能化、信息化的发展趋势,当然也会存在一些问题,希望今后能够继续提高完善,为飞剪机的开发以及分数阶PID控制器的应用研究提供部分理论依据。