در این رساله، روش طراحی کنترل کننده مرتبه مختلط با به کارگیری خواص مشتقات مرتبه کسری و در راستای دستیابی به عملکرد مقاوم توسعه داده شده است. برای دستیابی به این هدف، ساختار و الگوریتمی جدید جهت طراحی پارامترهای مجهول کنترل کننده های مرتبه مختلط کسری ارائه شد. منحنی های استاندادی با عنوان k-چارت پیشنهاد شد تا به عنوان یک ابزار کمکی روند طراحی کنترل کننده انتگرال گیر مختلط را سریع و ساده تر بنماید و انجام محاسبات مربوط به حل معادلات غیرخطی را تا حد امکان کاهش دهند. با توجه عدم وجود روابط تحلیلی در زمینه تنظیم بهره کنترل کننده مرتبه مختلط، ابتدا ساختار جدید کنترل کننده pi مرتبه مختلط ( )، معرفی و روابط لازم جهت استخراج بهره های این کنترل کننده بر مبنای روش بهینه سازی migoخلاصه سازی شد. الگوریتم های پیشنهادی روی مدل غیرخطی پیل سوختی، به عنوان یک کاربرد عملی با هدف کاهش اثرات اغتشاشات ناگهانی بار و دستیابی به عملکرد مقاوم، مورد استفاده قرار گرفت.