矿用电机车是矿山地面与井下巷道重要的运输工具,运行工况复杂、环境恶劣。国内矿山ZQ-56牵引电机车的牵引电机基本采用直流串励电动机。但是伴随着电力电子技术、智能控制等相关学科的发展,异步牵引电动机的调速控制方法越来越变的成熟。交流异步电动机取代传统直流电机作为牵引设备是最好的选择。在矿用牵引电机控制系统中,牵引控制系统的静态及动态性能是由转速控制器的调速性能而决定。近年来,将分数阶滑模控制应用于电机控制领域逐渐受到广大学者的重视,针对矿用牵引电机车运行工况对调速控制的要求,采用FOSMC控制策略设计转速控制器以及对弱磁区域控制性能进行改进,以达到提高系统调速性能的目的。论文围绕分数阶微积分理论、滑模变结构控制、转速控制器的设计、负载观测器的设计、FOSMC转速控制器、弱磁控制器在矿用牵引电机控制系统中的应用进行研究。本文主要内容包括:(1)首先,对分数阶微积分理论的定义及其基本性质进行介绍,对分数阶的单位阶跃响应特性和数字实现进行研究。其次,对滑模变结构控制原理、设计目标、动态品质及其抖振进行介绍。(2)针对矿用牵引电机车的不同工况、恶劣的运行条件,设计FOPI、整数阶SMC、FOSMC转速控制器、负载扰动观测器并将观测值融入到转速控制器中,以达到提高异步牵引电机调速性能的目的。