随着自然科学和社会科学的发展,分数阶微积分已经被广泛应用于科学研究和工程技术的很多方面,分数阶微积分不同于整数阶微积分的性质研究,有很大的探究空间,成为了科研工作者关注的热点课题之一。与整数阶滑模控制相比,分数阶滑模控制器由于其附加的设计参数而提供了更大的自由度。因此,可以调整分数阶以获得最佳动态响应,而鲁棒性保持不变。实际上,自适应控制技术通常用于滑模控制中,因为自适应滑模控制结合了自适应控制和滑模控制的优点。本文基于自适应分数阶终端滑模控制主要做出如下研究:1)针对集中力不确定,外部扰动上限未知电缆机械手臂的轨迹跟踪问题进行了研究。首先,在外部扰动上限未知的情形下,设计了自适应分数阶非奇异快速终端滑模(AFONFTSM)控制策略,通过自适应控制对上限进行估计,并且新的自适应控制律避免了奇异性问题,所采用的分数阶非奇异快速终端滑模(FONFTSM)控制可实现快速收敛并有效抑制抖动。其次,设计了具有时延估计的AFONFTSM控制策略,延迟估计单元可用于适当地补偿系统的集中式未知动态,从而获得理想的无模型特性。这两种控制策略的特点是利用自适应控制律,仅通过速度和位置的测量就可以估算出不确定性的上限,从而达到快速收敛、高精度和消除抖动的效果。最后,仿真结果验证了控制方案的有效性。2)针对具有强不确定性线性电机(LM)的轨迹跟踪难以控制的问题。首先,提出了实用的自适应分数阶终端滑模控制(AFOTSM)策略,为了保证滑模变量在固定时间内的高精度收敛,设计了自适应控制率,并利用Lyapunov稳定性理论分析了固定时间的稳定性。其次,基于AFOTSM控制策略,进行了误差的有界性分析,结果表明即使系统存在不确定性,所设计的运动控制系统也可以实现更高的收敛精度。最后,仿真结果表明,该控制器设计易于实现,跟踪精度高,鲁棒性强。3)针对四旋翼飞行过程中每个组件的不对称性,密度、载荷振动和内部位移的不确定性以及载荷的变化导致重心变化这一系列问题。首先,提出了基于自适应分数阶的滑模控制策略,设计用于减轻风扰以及负载和惯性动量变化的影响。其次,考虑了风干扰下可变载荷对四个转子轨迹跟踪的影响。在存在干扰路径的情况下,通过四转子质量参数来校正系数负载的大小,并利用基于自适应的Lyapunov方法在线估算系数,从而使四转子可以跟踪转子,达到理想的状态。