随着计算机科学的快速发展,分数阶理论已经在流体力学、信号分析以及电力电子等诸多领域开始得到应用。分数阶微积分是整数阶微积分的扩展,即微积分的阶次是分数。由于分数阶系统具有记忆性和遗传性,因此对系统动态过程的描述更为合理和精确。另外,分数阶控制器本身提供了更多的调节参数,并且参数整定的选择范围更广。分数阶微积分的特性以及在理论研究的不断突破,这使得分数阶控制的应用方面也得到了越来越多的重视。在实际应用中,对于系统而言,并非所有的状态变量都能够容易测得。因此,分数阶微分系统观测器的设计,具有重要的理论意义与应用价值,也是分数阶控制理论在实际工程应用中一个亟待解决的问题。本论文对分数阶滤波器以及分数阶观测器方面进行研究。主要进行的工作有:(1)提出一种分数阶观测器的设计方法。针对一类非线性系统,通过引入连续频率分布等价模型以及利用间接李雅普诺夫方法,获得全维观测器动态误差系统渐近稳定的充分条件,并结合LMI工具求解观测器增益。(2)提出分数阶滤波器设计方法。离散化近似处理是对分数阶滤波器数字实现的关键,离散化近似处理方法即是对于分数阶生成函数和展开方法上的选择。利用几种常见的离散化方法进行滤波器设计。分析各种离散法的性能,比较出符合滤波器设计的要求。分析出滤波器的阶次选择。(3)针对电动扭矩加载系统的数学模型,在分数阶滤波器的基础上设计分数阶抗干扰观测器,同时验证对抗干扰以及抗扰动的性能。然后与传统的PI控制进行对比显示分数阶干扰观测器的优越性。