分数阶微积分,实际上是在整数阶微积分上的延伸扩展,其适应范围更广。随着分数阶微积分理论的不断发展,有关分数阶微积分在控制领域中的研究越来越多,近几年来,分数阶控制器在电机控制中的应用受到了广大学者们的关注。本文针对永磁同步电动机传统PI控制算法的缺陷,通过结合分数阶微积分和先进控制方法的优点设计了分数阶PIX控制器和分数阶滑模控制器,并将其应用到永磁同步电动机调速控制系统的速度外环控制中,以达到提高系统性能的目的。最后通过仿真验证了本文所设计控制器的优越性。本文的主要工作如下:首先,介绍了分数阶微积分的定义及分数阶微积分算子的离散化,并给出了分数阶微积分算子间接离散化的Bode图,分析比较了不同阶次的微积分算子的近似效果,同时对分数阶微积分典型环节的特性加以分析,仿真表明分数阶微积分较之整数阶具有更大的优势。其次,描述了永磁同步电动机的基本结构及数学模型,对永磁同步电动机双闭环PI控制系统进行了仿真,综合分析了传统PI控制方法存在的问题。然后,针对永磁同步电动机调速系统的速度外环控制器,设计了分数阶PIλ控制器,并通过粒子群算法对控制器的参数进行整定,通过仿真验证了该控制策略相较于传统PI控制的优越性;在传统滑模控制的基础上,结合分数阶微积分理论设计了分数阶滑模控制器,仿真结果验证了该控制策略的可靠性,其比传统的PI控制更能够满足调速系统的性能要求,且能够有效的削弱传统滑模控制产生的抖振现象。最后,基于两种分数阶控制器的永磁同步电动机控制策略进行了仿真对比分析,可以看出分数阶滑模控制下系统具有更优的控制性能。