随着科技的飞速发展,直流伺服系统的控制精度和稳定性也得到了提升,其在工业生产和日常生活中得到了更加广泛的应用,但是直流伺服系统的工作环境复杂多变,而且在实际运行过程中存在参数时变的情况,传统整数阶PID控制存在着一定的局限性,分数阶PID由于引入了分数阶次,因此在参数的选择上更加灵活,能够提高直流伺服系统的控制性能。针对直流伺服电机跟踪性能与抗扰性能的独立控制问题以及重复输入信号下的跟踪问题,本文给出了分数阶并行控制与二自由度重复控制两种控制策略。（1）给出了一种改进并行控制,实现了直流伺服系统跟随性能与抗扰性能的解耦控制。设定值跟随控制器通过采用一种改进形式分数阶PID控制器,大大减少了传统分数阶PID控制器所需整定参数的个数,同时为了抑制外部干扰对系统的影响,采用了一种PID控制器加滤波器的控制方法;并给出了所设计控制器参数解析整定的方法,分析了鲁棒性与系统参数的关系;仿真结果表明,所给出的分数阶并行控制器拥有更快的响应速度,并且改善了系统的抗扰性能,在参数摄动时具备较强的鲁棒性。（2）给出了一种二自由度控制,通过重复控制与分数阶PID结合的复合控制解决了系统在进行重复任务时的速度跟踪问题,并在重复控制补偿器与滤波器部分引入分数阶滤波器,通过增加分数阶次,使得参数的调节也更加灵活;同时为了有效解决系统模型中的不确定性以及电机摩擦产生的振动问题,采用了干扰观测器将非线性因素产生的误差等效到输入端,并对等效干扰进行补偿,从而实现对不确定性因素的抑制。仿真结果表明分数阶复合控制相对于整数阶控制策略,可以提高直流伺服系统的响应速度与抗干扰能力。（3）采用固高公司生产的GSMT2014直流伺服系统控制实验平台,通过在MATLAB/simulink环境下实现所设计的控制策略,并将传统整数阶PID控制器与本文所设计的分数阶控制策略进行了实验研究与结果分析对比,证明了二自由度重复控制与并行控制在直流伺服系统中的可行性,验证了在系统发生参数摄动时分数阶控制器具有良好的动态性能以及鲁棒性。