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在分析现有PID控制器参数整定方法局限性的基础上，提出并建立一种多指标约束下PID参数统一优化定量整定方法。给出通过Matlab仿真分析筛选确定PID参数最优组合值的方法，介绍其实用方案：基于原始系统单位阶跃响应曲线估算PID初值的方法、制定多指标约束的方法、筛选PID优化值的具体方案和Matlab仿真软件流程图等，最后给出多个代表性的实例分析。结果表明：该方法能快速完成PID控制系统的优化设计，并且不需要PID参数经验值和计算／调试P控制的临界振荡增益和周期。