随着科学技术的迅猛发展，工业自动化系统越来越复杂，针对传统PID算法的不足，本文从两个方面进行了研究。一是给出了一种全新的控制算法——无模型自适应(Model-Free Adaptive)控制技术，该算法可以很好的完成非线性、大滞后工业系统的控制。由于该算法的对离散系统的局限性，本文又研究了一类混杂切换系统的PID控制算法。在综合、分析混杂系统现有的稳定性理论和控制方法的基础上，采用改进的Lyapunov稳定性理论对系统的稳定性进行证明，基于最小切换策略进行控制器设计，实现了闭环系统的最优化快速稳定。 对上述两种控制方法均进行了仿真验证：无模型自适应控制技术对于pH值过程中性区间的振荡特性有显著效果；混杂控制系统的PID控制算法明显加快了双容水箱模型收敛速度。