PID控制是目前工业过程控制中使用最广泛的一种控制策略。PID控制器具有结构简单、可靠性高、鲁棒性强、操作方便等优点。至今，几乎所有的工业过程中都采用PID控制或改进型PID控制方法。然而实际生产过程中PID控制器参数的整定非常麻烦，加之被控对象千差万别，又有滞后，非线性等因素，致使许多PID控制器没有得到很好的整定，这样自然无法达到令人满意的效果。本文的主要工作是针对控制器的参数自整定问题，研究三个方面的内容：过程模型的继电反馈辨识和基于灵敏度PI控制器的设计。　　 (1)过程模型参数的继电反馈辨识。本文研究控制器参数整定方法是模型相关的，基本步骤：首先选取能代表一般过程的参数化数学模型，然后对模型参数进行辨识，最后以模型为基础进行控制器参数的整定。本文选用一阶纯滞后模型(FOPDT)和二阶纯滞后模型(SOPDT)作为对象模型。对FOPDT模型的辨识，用带有偏置的继电特性和串有积分环节的理想继电进行两次连续的测试，第一次测试求出过程静态增益K，第二次测试得到Nyquist曲线与负虚轴交点的频率特性信息，据此计算出另外两个参数T和L。对SOPDT模型的辨识，采用理想继电反馈特性和串有积分环节的理想继电特性进行两次连续的测试，分别得到Nyquist曲线与负实轴、负虚轴交点的频率特性信息，然后据此计算得到a，b，c，L四个模型参数。　　 (2)基于灵敏度的PI控制器设计。灵敏度是一种鲁棒性指标，它表示临界点(-1, j0)到开环Nyquist曲线最短距离的倒数。本文基于灵敏度和积分误差指标最优设计PI控制器，给出了PI参数的解析表达式。最后对求PI控制器参数的非线性方程进行简化得到工程化公式，以适合工程上使用。　　 通过对数学建模中最常用方法的研究，使用面积法和继电反馈的法来辨识被控对象，并进行参数整定，最后，以MATLAB为平台设计出自整定PID软件。