PID调节器具有结构简单、适应性强、不依赖于被控对象的精确模型、鲁棒性较强等优点。PID控制作为一种经典的控制方法，几乎遍及了整个工业自动化领域，是实际工业生产过程正常运行的基本保证；控制器的性能直接关系到生产过程的平稳高效运行以及产品的最终质量，因此对PID控制器设计和参数整定问题的研究不但具有理论价值更具有很大的实践意义。但在实际应用中PID控制器参数大多是依赖控制工程师所积累的现场调节经验来实现整定的，因而往往很难达到令人满意的程度。在日本、加拿大和英国对工业实践最近进行的调查显示，实际状况是超过90％的控制回路是PID类型的，其中30％的控制器是在手动模式下操作的，并且有20％的回路使用的是现场经验整定，仅有很小比例的控制回路工作在良好整定的条件下。尤其对于时变或非线性系统，随着生产过程或负载变化使系统模型发生改变时，PID控制器参数往往不能及时被调整。针对这些问题，本文作了如下的工作。首先对PID控制器的参数自整定方法、基本原理、发展历史、研究现状和发展趋势进行了比较系统的综述。利用MATLAB／SIMULINK仿真软件对几种典型的自整定控制方法在一般工业对象上的应用进行大量的仿真研究，重点针对ISTE最优设定方法和基于继电反馈控制的自整定方法以及其应用的可行性进行了相关的研究，分析了现有各种控制方法的利弊，并针对它们各自的优、缺点，提出了一种基于继电控制的系统辨识方法，并在Matlab上仿真验证。并采用这种算法，完成了系统的硬件及软件设计，最终设计出一种实用的温度控制器，实现在室温～300℃控温精度为±0.02℃，300℃～420℃控温精度为±0.05℃。