本发明公开了一种直流电机角位移PID控制系统及其控制方法,属直流电机控制领域。其结构包括:控制器、功率驱动单元、被控制对象和角位移检测传感器,其中:控制器包括比较器、比例器、积分器、微分器和加法器,被控制对象包括直流电机和机械负载;该控制系统的控制方法包括:识别被控制对象的等效阻尼参数D和等效惯量参数I及调整控制器的比例控制参数KP、积分控制参数KI和微分控制参数KD。本发明控制系统在调试时,控制器参数可以有的放矢进行调整,遏制了PID控制器参数调整的盲目性,节省时间和精力,并能取得最佳的角位移控制效果。