随着优化算法在控制领域中的应用不断深入，许多实际的控制工程可以归结为优化问题。而实际的控制工程问题一般都存在非线性、强约束、随机性、大规模等特性，单一的算法由于自身的局限性，在解决控制工程的优化问题时出现了许多难以克服的困难，如优化参数容易陷入局部极小、优化时间过长、优化效果达不到实际控制工程的性能指标等，因此优化问题一直都受到理论界和工程界的重视。本文提出了基于最速下降法和混沌优化的一种混合优化算法，这种算法既能解决最速下降法容易陷入局部极小点，又能克服混沌优化收敛慢的缺点，而且兼容了最速下降法的收敛速度快和混沌优化的全局收敛性。 本论文的工作和研究成果主要体现在如下几个方面： 1．对优化算法进行简要说明，为混合优化算法提供理论依据。 2．针对混沌优化方法和最速下降法的优缺点，提出一种基于最速下降法和混沌优化的混合优化算法，并用数值试验对混合优化算法进行验证，得到很好的优化效果。 3．提出一种新的基于混合优化算法的PID控制器参数整定方法。针对传递函数不同的PID控制系统进行大量的仿真研究，并与基于混沌优化的PID控制器参数整定方法进行比较，验证了混合优化算法的优越性。 4．提出一种基于混合优化算法的倒立摆PID控制方法，通过对ZWP-Ⅱ型倒立摆仿真研究，得到很好的倒立摆控制效果。