本发明公开了一种基于特征参数的水电机组调速系统控制参数整定方法，属于水轮机调速器优化技术领域。本发明包括以下步骤：(1)通过无量纲化处理得到水电机组无量纲特征方程；(2)应用劳斯‑赫尔维茨稳定判据和根轨迹法求取调速系统最优控制参数；(3)利用线性回归法和曲线拟合技术获得调速系统控制参数的最优值。本发明具有整定过程简单、计算量小、易于实现等优点，能够根据水电机组的五个特征参数(水流惯性时间常数、机组惯性时间常数、接力器反应时间常数、永态转差系数和发电机综合自调节系数)直接整定出调速系统最优控制参数。