激光振镜系统由于其响应快、带宽高和扫描范围大等优点,在超精密激光系统中扮演着至关重要的角色,被广泛应用于激光加工和激光扫描等领域中,如选择性激光烧结、共聚焦显微镜和光固化成型等。然而,由于激光振镜系统自身含有的时滞、迟滞和模型不确定性降低了系统的控制性能,严重影响着超精密激光系统精度的提高。为解决上述问题,本文以激光振镜系统为研究对象,建立了系统的分数阶数学模型,并研究了相关分数阶控制算法在激光振镜系统中的应用。本文主要的工作包括如下的内容:(1)研究激光振镜系统的组成结构与工作原理,建立了分数阶数学模型,以表征激光振镜系统所固有的迟滞特性,采用先进的优化算法对所建立的分数阶模型进行了参数辨识等工作。(2)提出了分数阶不确定系统的稳定判据,研究了一种新的分数阶鲁棒控制器的设计方法以保证分数阶不确定系统的频域鲁棒性能和时域响应,并采用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)对控制器参数进行了求解。(3)为减少在分数阶(Proportion Integration Differentiation,PID)控制器的求解过程中对系统模型的依赖,研究了数据驱动理论在分数阶系统中的应用,将迭代反馈整定理论与分数阶PID控制算法相结合,提出了一种无模型的分数阶PID控制器参数整定方法。