Este estudio desarrolló un método para diseñar controladores proporcionales-integrales-derivativos de dos grados de libertad en paralelo para procesos inestables con retardo en el tiempo y ecuaciones dinámicas desconocidas. Primero, se desarrolló un índice de rendimiento que tiene en cuenta tanto el rendimiento de la respuesta transitoria como el rechazo de perturbaciones. Para obtener datos útiles incluso si la salida del sistema excede el rango permitido, se incluyó una función de penalización efectiva en el índice de rendimiento. Se utilizó el método simplex N-M para determinar de forma iterativa los parámetros óptimos del controlador. El enfoque propuesto tiene las siguientes ventajas: (1) se puede utilizar independientemente de la estabilidad del sistema de lazo abierto; (2) el modelo matemático y los parámetros del proceso no necesitan conocerse de antemano; (3) se puede utilizar para procesos que incluyen ruido de medición; (4) tiene un buen rendimiento de respuesta transitoria y también es robusto contra perturbaciones externas; y (5) permite un diseño de controlador más eficiente y reduce los costos.