Wybór najlepszego regulatora proporcjonalno-całkująco-różniczkującego (PID) będzie zależał od konkretnych potrzeb. Regulator PID może mieć postać regulatora PI lub PD albo tylko I lub P. Nie wszystkie aplikacje wymagają użycia wszystkich trzech parametrów. Kontrola różniczkowa jest najbardziej prawdopodobna do wyeliminowania, ponieważ dokonuje pomiarów w oparciu o szum systemu. Eliminacji można dokonać ustawiając niepożądane parametry na zero.
Szeroko stosowany jako regulatory przemysłowe, regulator PID oblicza trzy oddzielne parametry, charakterystyki lub współczynniki mierzalne. Obliczenia wartości błędów wykonuje się, biorąc różnicę między wielkością zmierzoną a wielkością pożądaną. Błędy są minimalizowane poprzez dopasowanie wejść do systemu sterowania.
W regulatorze PID wszelkie proporcjonalne zmiany, które są zbyt duże, mogą powodować niestabilność systemu. Jeśli te same zmiany będą zbyt małe, system nie będzie odpowiadał. Sterowanie integralne mierzy wielkość błędu i stara się go zminimalizować. Sterowanie pochodne zmniejsza tempo zmian, ale może spowolnić czas odpowiedzi i wprowadzić więcej szumu do systemu.
Aby zrozumieć proces sterowania, dobrym przykładem jest ręczna regulacja temperatury wody za pomocą baterii z dwoma kranami. Baterie z ciepłą i zimną wodą są odkręcane, a następnie dostosowywane przez użytkownika do żądanej łącznej temperatury. Regulacje muszą być wykonane precyzyjnie, w przeciwnym razie użytkownik będzie poruszał się tam iz powrotem pomiędzy zbyt gorącą lub zbyt zimną wodą. Pełna kontrola proporcjonalna eliminuje cykle włączania i wyłączania w systemie. Regulator PID automatycznie kompensuje zmiany w systemie.
Najprostsze systemy sterowania można zastosować do podstawowych systemów termostatycznych. Regulator PID w piecu może działać najlepiej tylko z regulatorami proporcjonalnymi i integralnymi. Funkcja różniczkowa może powodować nieregularne zmiany spowodowane szumem lub zakłóceniami elektrycznymi. Prawidłowo działający układ sterowania umożliwia rozgrzanie piekarnika do żądanej temperatury, a następnie włączanie i wyłączanie, aby ją utrzymać. Ogrzewanie jest spowolnione, gdy piekarnik osiąga żądaną temperaturę, aby uniknąć przekroczenia wartości zadanej.
Podstawowe sterowanie włączaniem i wyłączaniem jest dobre w systemach, które nie wymagają stałej, dokładnej temperatury. Domowe urządzenia grzewcze i chłodzące mogą to wykorzystać, ale lepszą wydajność można osiągnąć za pomocą regulatora proporcjonalnego lub regulatora PID. Zastosowania przemysłowe zwykle wymagają stałej kontroli w przypadku zastosowań laboratoryjnych. Wszystkie wymagania dotyczące ruchu, temperatury i przepływu można spełnić za pomocą funkcji PID. Gdy błąd stanu ustalonego (SSE) jest krytyczny, wszystkie trzy elementy sterujące — współpracujące ze sobą — zapewnią pożądany wynik.
Czynniki, które należy wziąć pod uwagę, to typ czujnika wejściowego do systemu i dozwolony zakres wyników. Następnie potrzeby wyjściowe muszą zostać zaspokojone. Wyjścia mogą być do przekaźnika elektromechanicznego, odbiornika analogowego lub przekaźnika półprzewodnikowego (SSR). Na koniec weź pod uwagę liczbę wymaganych wyników. Regulatory PID zazwyczaj zawierają listę wszystkich typów wejść i wyjść, z którymi najlepiej współpracują.