作为传统PID控制器的扩展,分数阶PI~λD~μ控制器理论自提出以来,由于其被证明的性能优势而逐渐成为了控制领域中的研究热点。在分数阶PI~λD~μ控制器中,传统的整数阶微积分环节由阶次可调的分数阶微积分环节所取代,这使得分数阶控制器具有更加灵活的结构和更大的调节范围,同时其参数整定难度也随之增加。极值搜索算法是一种基于数据梯度的自适应优化算法,相关研究表明该整定方法能够取得良好的控制效果。本文将以极值搜索算法为基础,对分数阶PI~λ控制器的参数进行整定研究。主要研究内容包括:(1)对基于频域性能指标的分数阶PI~λ控制器经典整定方法进行分析和改进,改进后的整定过程将不再需要被控对象的精确数学模型,整定过程中必需的被控对象频域特性可通过开环实验获取。由于考虑了等阻尼特性,由经典整定法得到的分数阶控制器具有较强的鲁棒性。(2)研究极值搜索算法对分数阶PI~λ控制器参数的整定方法,整定过程基于实验数据,同样不需要被控对象的精确模型。仿真结果表明,极值搜索算法能够有效地减小代价函数,从而使系统的闭环控制性能得到提高;但整定结果不受等阻尼特性的约束,可能导致闭环系统的鲁棒性变差。(3)将考虑等阻尼特性的经典整定方法与极值搜索算法相结合,提出了一种全新的分数阶PI~λ控制器的参数整定方法。仿真结果表明,由于等阻尼特性条件的约束,该方案整定得到的分数阶控制器虽然在闭环控制性能上不如极值搜索整定方法,但却很好地取得了控制性能与鲁棒性之间的平衡。(4)在具有典型代表意义的电液位置伺服系统与直流力矩电机平台上进行分数阶控制器的参数整定实验。实验结果与仿真所得结论相吻合,证明了本文设计的分数阶控制器参数整定方案在实际应用中的可行性与有效性。