本发明公开了一种基于PID的一体化多模型控制方法，PID控制算法成熟而经典，在实际中多数控制系统仍采用的是PID算法。然而对于操作空间比较大或者干扰比较大的非线性系统，单一的PID控制器不能满足要求。多模型控制方法是解决此类非线性控制问题的一个很好的方法。针对非线性系统的多模型控制问题，为了充分发挥经典PID控制算法的优点，提出了基于PID的一体化多模型控制方法。利用gap metric将非线性系统的多模型分解和子PID控制器的设计以及子PID控制器的合成有机的整合在一起。这对于减少子模型个数，减少模型分解时对先验知识的依赖，降低计算量、提高多模型PID控制器的整体性能大有裨益。