为了提高量子通信波段纠缠源系统的性能，设计并实现了一个基于竞争混合粒子群算法（CHPSO）的温度控制系统，该温控系统主要控制非线性晶体的温度。本文所提出的温度控制系统是将CHPSO算法结合比例-积分-微分（PID）控制算法，可以有效减少温控系统的超调量，提高系统的响应速度。结果表明，该系统在参数整定中的优化结果相较遗传算法（GA）、粒子群算法（PSO）、混合粒子群算法（HPSO）更接近全局最优，超调量分别降低了95.2%、89.1%和80.8%，调节时间分别降低了76.5%、19.7%和8.0%，仅有0.034 5 s，且多次运行偏差较小，鲁棒性更强，在温度控制等领域具有重要应用。