水压自伺服摆动缸作为水压蛇形灭火机器人的驱动装置，在救灾场合要求具有快速响应特性和较好的跟随性能。因此建立水压自伺服摆动缸线性化数学模型，分析系统时频域特性具有很好的实际意义。针对水压自伺服摆动缸响应速度慢、跟随性能差问题，本文设计两种分数阶PID鲁棒控制器，不仅改善控制系统快速性与精度，而且在增益参数改变和外力矩扰动情况下均具有良好的仿真性能。本文具体工作如下：首先，介绍Oustaloup滤波器算法基本原理，基于最优Oustaloup算法通过Matlab编程与仿真方法得到常见分数阶算子的最佳调整因子。然后，提出一种适用于一类系统分数阶PIλDμ控制器参数整定的遗传算法，将本文水压自伺服摆动缸作为具体算例，通过仿真分析验证该优化算法的有效性。其次，基于水压自伺服摆动缸控制系统开环传递函数，求解给定频域范围内系统相位，并与bode理想传递函数相位进行比较，误差求和函数作为目标函数，剪切频率处的幅值作为约束，利用Fmincon优化函数得到控制器参数。最后，基于水压自伺服摆动缸的数学模型和给定频域指标，用相位裕度法设计分数阶PIλDμ鲁棒控制器，利用Matlab最优工具箱函数Fmincon解非线性方程组。