自Harris提出以最小方差控制器作用下的闭环输出方差作为控制器性能评价基准以来,大多数研究都围绕最小方差基准展开,但却很少关注它对具体一种类型控制器的适用性。实际上,PID控制器由于受自身结构的限制,根本无法达到Harris最小方差的标准。为此,本文提出采用PID控制器能够达到的最小方差作为标准,来评价常规操作下的PID控制器性能,使得PID控制器性能评价结果更具有实际意义。在求取PID可达最小方差过程中根据输入输出数据拟合ARMAX过程模型,并采用平方和规划(Sums Of Squares Programming,SOSP)方法解决非凸优化问题,保证了全局最优解。考虑到工业现场控制系统中的扰动类型多样,基于方差标准的这类指标难以全面反映控制系统在复杂的实际扰动下的性能,论文进一步关注了扰动对控制系统性能的影响情况,重点分析了随机扰动突变对基于最小方差控制器的性能指标的影响,并采用双模型累加和检验方法对扰动突变进行监测,同时又采用控制器偏差与增量的相关函数来区分随机性扰动和周期性的确定性扰动,对不同扰动下的控制系统采用不同的性能指标。回路发生振荡是控制系统性能衰退的一种表现,论文介绍了振荡发生的原因及其特性,将振荡衰减比、振荡周期指标和频谱分析相结合对回路振荡进行综合监测,保证了监测结果的准确性,另外还对引发振荡的原因进行了定性的分析,并进行了实例研究,证明了该方法的正确性与可行性。论文最后采用面向对象的VB语言,设计开发了基于OPC通讯技术及ACCESS数据库的控制系统性能综合监测软件,并将其应用在TE (Tennessee-Eastman)过程仿真平台上,对多个控制回路进行了全面实时的性能监测。实践结果表明：综合全面的控制系统性能评价方法,简单直观并且能够实时处理数据的软件平台,有助于工程师及时了解系统的真实情况并作出调整,使得控制效果更为优化。这一探索对实际工业过程控制系统性能评价软件设计和开发具有极大的参考价值。