为了在现有控制算法的基础上提高永磁同步电机转速控制的动静态响应性能,跟踪性能和抗扰动性能,将分数阶微积分引入到滑模控制算法中,提出了多种分数阶滑模控制算法。本文研究内容主要有:提出了微分和积分分数阶次参数相同的分数阶线性滑模控制,通过解分数阶微分方程求得被控量的运动表达式,运用数学分析证明提出的分数阶线性滑模控制收敛速度快于对应的整数阶控制器。通过解分数阶微分方程边值问题证明了将终端滑模控制和非奇异终端滑模控制扩展到分数阶次仍能实现有限时间控制,计算给出控制时间表达式,通过数学理论分析证明了分数阶终端滑模和分数阶非奇异终端滑模的控制时间小于对应的整数阶控制器,然后进一步说明了控制时间与分数阶次参数的关系。提出了一种分数阶改进快速终端滑模控制方法,进一步扩大了参数的整定范围。同时,设计了分数阶扰动观测器,将扰动预估值反馈给滑模控制器,增强控制器的抗扰动性能,缓解滑模抖振问题。为了与分数阶滑模控制相配合,在永磁同步电机的电流环设计了分数阶PI控制,推导给出了系统转速与交轴参考电流的精确分数阶关系方程式。所提出的分数阶滑模控制作用于速度环,整个分数阶综合控制系统的控制律通过Lyapunov定理计算得出。仿真和实验结果证明将滑模控制扩展到分数阶并合理选择分数阶次参数,能有效地提升系统的各项控制性能,同时证明了所设计的分数阶扰动观测器的有效性。