该文利用蒙特卡罗方法以及区间多项式稳定性理论,对单变量热工对象PID控制系统的动态性能和鲁棒性进行理论和数值上的分析,并在此基础上提出了鲁棒PID控制器优选的一种新方法,旨在探索适合被控对象特点的PID控制系统,使其既满足鲁棒性,又兼顾性能鲁棒性.具体内容是:1.利用区间多项式稳定性理论,深入分析了区间对象族PID控制系统稳定性的充分条件、必要条件和充要条件.根据分析结果,提出了能镇定整个区间对象族的鲁棒PID控制器的一个设计方法.2.基于蒙特卡罗方法的原理,提出鲁棒PID参数整定比较方法,研究了对于几种典型的PID控制器参数整定方法:Z-N方法、CHR方法、Cohen方法、IMC方法、IST<2>E最优方法、极点配置方法、幅值相位裕量方法针对变参数热工对象所设计的控制系统的过渡过程性能比较问题,并通过对控制系统鲁棒性以及性能鲁棒性的分析,对PID参数整定方法进行优选.3.以ITAE指标为衡量准则,研究了变参数对象PID控制系统基于误差泛函评价指标的性能比较问题,并将比较结果用于鲁棒PID参数优选,在分轴燃气轮机转速控制实例中取得了较好结果.4.对蒙特卡罗方法以及区间多项式稳定性理论在鲁棒PID控制器中的应用进行了进一步探讨,并结合极点配置法提出了一种PID控制器设计的方法,另外还讨论了鲁棒PID参数整定比较方法在适应型PID控制系统参数整定中的应用.5.基于上述的研究结论,提出了鲁棒PID控制器优选法(RPOS法),并将其应用到循环流化床床层温度和超临界600MW直流锅炉过热汽温度的PID控制系统设计中,通过蒙特卡罗实验,获得最优PID控制器参数,经过阶跃和扰动实验,验证了所设计控制系统的有效性和实用性.