随着现代工业和科学技术的快速发展,工业设备变得日趋复杂化,大型化,被控对象往往呈现出非线性、多变量、强耦合等复杂特性,而与此同时,人们对于工业生产过程的要求也不断提高。但绝大多数工业过程控制系统仍然是以PID控制作为主要控制手段,然而PID控制的参数整定方法现阶段大多数是由工程师基于经验整定,费时费力,往往不能达到很好的控制效果,另外PID控制器参数整定是基于模型的,而能够准确表述工业过程的模型往往是很难得到的。因此,将系统辨识与PID参数整定结合起来,开发整定软件是十分必要的。本文采用最小二乘法分别对单变量和多变量系统进行了系统辨识,然后利用基于全极点近似的内模控制理论,对单变量和多变量系统的PID参数整定进行了研究,并对上述的系统辨识和参数整定方法进行编程实现,设计可以系统辨识并根据辨识模型进行PID整定的软件,最终通过DCS系统中对化工乙烯裂解炉过程进行实验室离线测试仿真。首先,对单变量最小二乘法,以及多变量系统最小二乘辨识方法进行了探讨研究。并根据上述方法进行了软件实现,并使用软件进行了仿真和分析,由结果可以看到,软件可以辨识到相应的系统参数进行传递函数建模。其次,在对内模控制研究的基础上,将全极点近似的方法引入到了内模PID控制器参数整定中,并通过麦克劳林展开推导出了一阶和二阶时滞系统的内模PID控制器参数整定的一般通式,便于编程仿真应用。另外将这种方法推广到了多变量系统,且使用C++语言将单变量和多变量内模PID参数整定进行了编程实现,并通过一阶时滞模型进行了验证,测试结果表明,该方法可以很方便应用于编程实现,且控制效果良好,响应迅速,具有较强的鲁棒性。最后,将开发出的基于系统辨识的PID参数整定软件应用于化工乙烯裂解炉,并通过DCS系统在实验室环境下进行了离线测试仿真,结果证明了软件是有效的,可实施的。