در این پایان نامه 3 روش برای تنظیم پارامتر های کنترل کننده مرتبه کسری مبتنی بر ساختار اسمیت استاندارد، اسمیت با فیلتر مقاوم ساز و ورودی مرجع وزن دار بیان شده است. در بخش اول این رساله روشی مبتنی بر بهینه سازی مقید بر اساس قیود فرکانس قطع بهره، حاشیه ی فاز و توابع حساسیت برای طراحی کنترل کننده مرتبه کسری بیان شده که روش مذکور مبتنی بر ساختار اسمیت استاندارد می باشد. در بخش دوم پروژه روشی تحلیلی برای طراحی کنترل کننده مبتنی بر ساختار اسمیت با فیلتر مقاوم ساز ارائه شده که در آن از ترکیب کنترل کننده و فیلتر مرتبه کسری برای دست یابی به پاسخ مطلوب استفاده شده است. روش ارائه شده در این بخش برای سیستم های پایدار و ناپایدار مرتبه کسری قابل استفاده می باشد. همچنین در تحلیل انجام شده در این بخش از پروژه نشان داده ایم که کنترل کننده مرتبه کسری بدست آمده تحت شرایط بیان شده در این رساله می تواند عملکرد مقاوم تری نسبت به کنترل کننده کلاسیک داشته باشد. در بخش پایانی پروژه روشی تحلیلی برای تنظیم پارامتر های کنترل کننده مرتبه کسری مبتنی بر ساختار ورودی مرجع وزن دار بیان شده که در آن برای کاهش نوسانات و دست یابی به پاسخ حلقه بسته مطلوب از یک پیش فیلتر مرتبه کسری نیز استفاده شده است. همچنین با توجه به وجود امکانات آزمایشگاهی دو روش مبتنی بر ساختار اسمیت استاندارد و ورودی مرجع وزن دار بیان شده در این رساله بر روی سیستم های دو ورودی-دو خروجی کنترل ترکیبی سطح-فلو و هلیکوپتر آزمایشگاهی پیاده سازی و نتایج آنها با کنترل کننده های کلاسیک مقایسه شده است. ساده و موثر بودن از ویژگی های روش های پیشنهادی در این رساله می باشد.