由于现代工业生产过程的复杂性、非线性和不确定性,实际工业过程中,控制系统中的被控对象参数或者结构会发生变化,一般无法获得其精确的数学模型,从而难以对这类被控对象使用传统的控制方法,因此,无模型控制方法应运而生,并成为了自动控制发展的一个重要方向。本文以现有的一种无模型自适应控制方法为基础,基于对该控制方法的分析和研究,发现在无模型自适应控制器结构已知的情况下,利用二次型优化指标不断的实时修正控制器的参数,直到二次型指标最优,从而避免了无模型自适应中伪偏导数的求解等问题,同样达到了控制器自适应的设计目的,并使得控制系统的设计更为简洁直观。经过对改进算法的深入分析,发现该方法具有普遍适用性,因此在本文中将该方法进行进一步的推广,首先推广到PID控制中,得到基于优化指标的PID自适应控制器算法,最后推广到更为一般的形式,得到基于优化指标的一般形式无模型控制器。本文主要完成了以下的内容：首先,介绍了无模型控制的概况,包括无模型控制发展的过程和研究现状。在此基础上详细的介绍了一种常见的无模型自适应控制,包括该方法的控制律和伪偏导数的推导过程。针对该无模型自适应中存在的不足进行改进,给出一种改进算法,即采用二次型优化指标来对无模型控制器参数进行自适应修正,并对改进后的基于优化指标的无模型控制器进行了稳定性分析。其次,对基于优化指标的无模型自适应控制方法进行推广,推广到一般的PID控制算法中,得到基于优化指标的PID自适应控制器,详细介绍了基于优化指标的PID控制器设计原理,并对二次最优指标进行详细的讨论,给出了三种常用的二次型最优指标,并分别进行仿真分析。最后,将基于优化指标的无模型控制方法进行更为深入的推广,得到基于优化指标的一般形式无模型控制器设计方法。在理论上对控制器的结构、适用性和可实现性进行说明,讨论了基于优化指标的一般形式控制器的阶次情况,给出了一种充分的条件,并对该方法进行了仿真实验。