分数阶微积分理论是在传统微积分理论的基础上,通过将原有的整数阶次扩展到分数阶次,从而获得更高的模型适配度和自由度的一种理论。将分数阶微积分理论与控制理论相结合,使控制器获得更优的控制效果的方法近些年来受到广泛的关注。而针对工业系统的模型,如何设计最优分数阶控制器也是急需解决的问题。因此,本文致力于将分数阶控制器应用于核动力装置典型管路系统的振动主动控制,从而提高核动力装置的工作效率和安全性。在核动力装置将核能转化为动能的过程中,管路的工作状态至关重要。振动是管路系统工作过程中不可避免地会产生并造成工作效率降低的问题之一。大多振动的产生源于管路中液体流速的变化以及器件工作状态的改变,因此本文针对这一问题设计了多种分数阶主动控制方法用于降低管路系统的振动,提高核动力装置的工作效率和安全性。核动力装置典型管路系统的高维性和复杂性使得分数阶主动控制器的设计问题变得相对困难。在实际工业过程中控制器的应用,大多首选PI、PD、PID控制器。这是由于PI、PD、PID控制器相较于其他更为复杂控制器拥有更好的可靠性且性价比较高,通常其控制效果也能满足系统的需要。本文针对核动力装置典型管路系统设计了多种分数阶主动控制器,包括分数阶PI状态反馈控制器、分数阶PI输出反馈控制器、分数阶PD状态反馈控制器、分数阶PD输出反馈控制器、分数阶PID状态反馈控制器、分数阶PID输出反馈控制器、模糊分数阶PID控制器和基于多目标优化的分数阶PID控制器。实验结果证明这些分数阶控制器相较于传统整数阶控制器能够更好地对核动力装置典型管路系统的振动实施控制。此外,针对如何获得分数阶控制器最优参数问题,本文分别采用粒子群优化算法和多目标粒子群优化算法用于分数阶主动控制器的参数整定上。其中粒子群优化算法的优化目标采用现代控制理论中的二次型目标函数,二次型目标函数综合了控制器的响应误差和消耗,通过使其最小化可以得到用较小的控制能量来获得最小误差的最优控制规律。多目标粒子群优化算法的目标函数选用水泵处传感器的振动输出,这是考虑到水泵作为主动控制力施加器件的重要性。