针对一类复杂非线性系统提出了一种改进的无模型自适应控制(improved model-free adaptive control, IMFAC)方法，该方法通过对传统无模型自适应控制(model-free adaptive control, MFAC)方法控制器输出准则函数引入系统输出变化量来改善系统的动态性能。分析了IMFAC方法的稳定性和收敛性，并针对IMFAC方法中5个参数整定困难的问题，提出了基于灰狼优化(grey wolf optimization, GWO)算法的控制器参数优化方法(G-IMFAC)。对于GWO适应度函数中3个优化指标权重的最优分配问题，通过计算各个优化指标的信息熵来确定其权重。最后通过仿真模拟对比了G-IMFAC方法与传统MFAC方法及IMFAC方法的性能，结果表明G-IMFAC方法具有更小的超调量和更短的调节时间，进一步提高了系统的控制性能。