在工业生产过程中，PID控制因其具有结构简单，鲁棒性强，易于被操作人员掌握等特点，仍是应用最广泛的控制手段。火电厂热工控制回路也不例外，90%以上使用PID控制。如今火电机组正朝着大容量、高参数方向发展，这对控制系统的可靠性和精确性提出了更高的要求。PID控制的核心技术在于如何整定出PID控制器的参数，使其达到预期的控制效果。因此，对PID控制器参数整定方法进行研究仍具有很大的实际意义。本文首先研究了PID控制器的结构，明确各控制器参数对控制回路调节品质的影响，并对传统PID参数整定方法进行了分析，并基于MATLAB的SIMULINK仿真平台对传统整定方法进行大量仿真研究，为后续的课题研究奠定了基础。随着计算机技术和人工智能技术的不断进步，先进的PID参数整定方法不断出现。本文从实际应用的角度出发，主要研究了基于继电反馈的自整定PID控制器设计方法和基于模式识别的专家自整定PID控制器设计方法。对基于继电反馈的自整定PID控制算法的研究，在研究继电反馈的理论知识的基础上，详细推导了Astrom法和PM法控制器参数整定公式，设计了基于给定相角裕度的PID控制器，并通过仿真对两种方法整定效果进行了优缺点对比分析。针对实际应用中发现的缺点，又对PM算法进行了改进。继电整定法使用简单且用时较少，是获得控制器初始参数的有效途径。基于模式识别的专家自整定PID控制算法，利用阶跃响应获取被控对象的动态特性，深入分析了控制器参数和控制品质的关系，创造性的利用它们之间的关系提出一组专家整定PID规则。通过仿真实验验证了此规则对PID参数整定具有良好的指导性。利用热工综合优化平台，将这两种算法应用于炉膛负压控制系统。结合仿真图例，对这两种方法的整定结果进行了对比分析，验证了该PID参数整定方法在火电厂热工控制系统中的实际应用意义。