本发明公开一种PID控制系统的设定点迭代学习优化技术，属于智能控制领域。在数据驱动的框架下，针对已有PID控制器的工业过程需要提高控制性能的问题，提出的控制方案如下：使用迭代动态线性化方法，将未知的非线性非仿射系统转化为等价的线性数据模型；设计参数更新律对线性数据模型中的未知伪偏导数参数进行估计；设计理想非线性虚拟设定点迭代学习律，在迭代域内描述重复系统的虚拟设定点和误差之间的动态关系；使用迭代动态线性化方法，将理想非线性虚拟设定点迭代学习律转化为线性参数化的学习律；设计自适应迭代估计律对线性参数化的虚拟设定点学习律中的时变参数进行估计。本发明公开的一种PID控制系统的设定点迭代学习优化技术，不改变原有PID控制器，只需在外环增加虚拟设定点的迭代学习机制，便于工程实现，在只能获得输入和输出数据的条件下，可以使得系统的控制性能沿迭代逐步提高。