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作为空间操控的重要手段，空间遥操作将趋向于更精细和更灵活。然而传统的空间遥操作控制方法难以兼顾操作的精细性和灵活性。针对这一问题，本文阐述了一种面向自由飞行空间机器人的遥操作分数阶PID控制方法。首先根据自由飞行空间机器人的动力学模型，设计了空间遥操作分数阶PID控制系统。其次，针对空间遥操作时滞系统和系统的鲁棒性和抗干扰性要求，基于系统的参数稳定域，对分数阶PID控制器的参数进行整定。最后，数值仿真和地面遥操作实验验证了分数阶PID控制器的跟踪性能、抗干扰性、鲁棒性和抗时延抖动性能。因此，本文设计的分数阶PID控制器不仅适合于空间遥操作复杂时滞系统，而且可以满足未来空间遥操作任务的发展需求。