永磁同步电机由于具有体积小、结构简单以及功率密度高等优点,被广泛地应用于位置跟踪控制系统中。然而传统的整数阶方法难以满足高精度位置控制要求,采用分数阶微积分研究永磁同步电机模型并设计控制器,能够提高控制系统的性能。本文针对永磁同步电机位置跟踪分数阶命令滤波反步控制进行研究,主要工作如下:1.介绍了不同坐标系下的永磁同步电机整数阶数学模型,结合分数阶微积分理论和基于优化算法的参数估计方法,建立了永磁同步电机分数阶数学模型。2.针对同元次分数阶系统,提出了一种同元次分数阶命令滤波反步控制方法,将二阶线性命令滤波器推广到了分数阶领域,给出了收敛性条件,解决了分数阶反步法的“计算爆炸”问题;针对命令滤波器引起的滤波误差,设计了分数阶误差补偿机制,降低了滤波误差的影响。进一步,研究了同元次分数阶永磁同步电机的位置跟踪控制问题,考虑到电机存在的负载转矩干扰,构造了分数阶干扰观测器;融合反步法,最终完成了基于干扰观测器的分数阶命令滤波反步控制器设计,并分析了闭环系统的稳定性,仿真结果表明了算法的有效性。3.针对具有参数不确定及负载转矩扰动的同元次分数阶混沌永磁同步电机的位置跟踪控制问题,提出了一种同元次分数阶自适应神经网络命令滤波反步滑模控制方法。为了克服对象的不确定性,利用神经网络逼近非线性不确定项,设计分数阶自适应律在线更新网络的权值向量,融合命令滤波器和反步法,设计了同元次分数阶自适应神经网络命令滤波反步控制器。进一步,通过在滤波误差补偿方程右端增加带指数函数的切换项,对命令滤波误差补偿机制进行了改进,实现了滤波误差的有限时间补偿;为了改善滑模面的动态特性,利用具有“大误差小增益、小误差大增益”性质的函数设计了一种新的分数阶积分滑模面,融合滑模控制与反步法,设计了自适应神经网络命令滤波反步滑模控制器,仿真结果表明了算法的有效性。4.针对非同元次分数阶系统,提出了一种非同元次分数阶命令滤波反步控制方法,将分数阶模型转换为连续的频率分布模型,基于频率分布模型设计了积分型Lyapunov函数解决了闭环控制系统的稳定性证明问题。进一步,研究了非同元次分数阶永磁同步电机的位置跟踪控制问题,针对具有参数不确定、负载转矩扰动及输入饱和的非同元次分数阶永磁同步电机,考虑系统具有不确定性及状态不可测情形,将自适应神经网络与K-滤波器相结合设计了分数阶状态观测器;为了克服输入饱和的影响,设计了分数阶辅助系统,对饱和进行了补偿;并改进了分数阶Levant命令滤波器的结构,融合反步法,最终完成了基于状态观测器的自适应神经网络命令滤波反步控制器的设计,仿真结果表明了算法的有效性。5.针对具有参数不确定、负载转矩扰动及输入饱和的非同元次分数阶永磁同步电机的位置渐近跟踪控制问题,基于滑模控制技术,提出了一种非同元次分数阶自适应神经网络命令滤波反步滑模控制方法。为了克服命令滤波反步法求导过程中阶次的差异,设计了一种新的分数阶积分滑模面;针对系统的不确定性部分,采用神经网络逼近,并利用自适应技术设计了一种新的误差补偿机制,对逼近误差和滤波误差的上界进行估计并构造补偿律;融合分数阶辅助系统、改进的命令滤波器、滑模控制和反步法,最终完成了非同元次分数阶自适应神经网络命令滤波反步滑模控制器的设计,并分析了闭环系统的稳定性,仿真表明了算法的有效性。6.建立了永磁同步电机实验平台。以数字信号处理器（Digital Signal Processor,DSP）为控制芯片,利用Matlab/Simulink中的嵌入式编码库搭建底层驱动模型完成软件设计,并通过自动代码生成工具生成可执行代码,下载到DSP开发板中,和驱动板相互配合共同完成对永磁同步电机的控制。