儘管不同型別的控制器，其結構、原理各不相同，但是基本控制規律只有三個：比例(P)控制、積分(I)控制和微分(D)控制。這幾種控制規律可以單獨使用，但是更多場合是組合使用。如比例(P)控制、比例-積分(PI)控制、比例-積分-微分(PID)控制等。

比例(P)控制
　　單獨的比例控制也稱“有差控制”，輸出的變化與輸入控制器的偏差成比例關係，偏差越大輸出越大。實際應用中，比例度的大小應視具體情況而定，比例度太小，控制作用太弱，不利於系統克服擾動，餘差太大，控制質量差，也沒有什麼控制作用；比例度太大，控制作用太強，容易導致系統的穩定性變差，引發振盪。
　　對於反應靈敏、放大能力強的被控物件，為提高系統的穩定性，應當使比例度稍小些；而對於反應遲鈍，放大能力又較弱的被控物件，比例度可選大一些，以提高整個系統的靈敏度，也可以相應減小余差。
　　單純的比例控制適用於擾動不大，滯後較小，負荷變化小，要求不高，允許有一定餘差存在的場合。工業生產中比例控制規律使用較為普遍。
　　
比例積分(PI)控制

　　比例控制規律是基本控制規律中最基本的、應用最普遍的一種，其最大優點就是控制及時、迅速。只要有偏差產生，控制器立即產生控制作用。但是，不能最終消除餘差的缺點限制了它的單獨使用。克服餘差的辦法是在比例控制的基礎上加上積分控制作用。
　　積分控制器的輸出與輸入偏差對時間的積分成正比。這裡的“積分”指的是“積累”的意思。積分控制器的輸出不僅與輸入偏差的大小有關，而且還與偏差存在的時間有關。只要偏差存在，輸出就會不斷累積(輸出值越來越大或越來越小)，一直到偏差為零，累積才會停止。所以，積分控制可以消除餘差。積分控制規律又稱無差控制規律。
　　積分時間的大小表徵了積分控制作用的強弱。積分時間越小，控制作用越強；反之，控制作用越弱。
　　積分控制雖然能消除餘差，但它存在著控制不及時的缺點。因為積分輸出的累積是漸進的，其產生的控制作用總是落後於偏差的變化，不能及時有效地克服干擾的影響，難以使控制系統穩定下來。所以，實用中一般不單獨使用積分控制，而是和比例控制作用結合起來，構成比例積分控制。這樣取二者之長，互相彌補，既有比例控制作用的迅速及時，又有積分控制作用消除餘差的能力。因此，比例積分控制可以實現較為理想的過程控制。
　　比例積分控制器是目前應用最為廣泛的一種控制器，多用於工業生產中液位、壓力、流量等控制系統。由於引入積分作用能消除餘差，彌補了純比例控制的缺陷，獲得較好的控制質量。但是積分作用的引入，會使系統穩定性變差。對於有較大慣性滯後的控制系統，要儘量避免使用。

比例微分(PD)控制
　　比例積分控制對於時間滯後的被控物件使用不夠理想。所謂“時間滯後”指的是：當被控物件受到擾動作用後，被控變數沒有立即發生變化，而是有一個時間上的延遲，比如容量滯後，此時比例積分控制顯得遲鈍、不及時。為此，人們設想：能否根據偏差的變化趨勢來做出相應的控制動作呢？猶如有經驗的操作人員，即可根據偏差的大小來改變閥門的開度(比例作用)，又可根據偏差變化的速度大小來預計將要出現的情況，提前進行過量控制，“防患於未然”。這就是具有“超前”控制作用的微分控制規律。微分控制器輸出的大小取決於輸入偏差變化的速度。
　　微分輸出只與偏差的變化速度有關，而與偏差的大小以及偏差是否存在與否無關。如果偏差為一固定值，不管多大，只要不變化，則輸出的變化一定為零，控制器沒有任何控制作用。微分時間越大，微分輸出維持的時間就越長，因此微分作用越強；反之則越弱。當微分時間為0時，就沒有微分控制作用了。同理，微分時間的選取，也是需要根據實際情況來確定的。
　　微分控制作用的特點是：動作迅速，具有超前調節功能，可有效改善被控物件有較大時間滯後的控制品質；但是它不能消除餘差，尤其是對於恆定偏差輸入時，根本就沒有控制作用。因此，不能單獨使用微分控制規律。
　　比例和微分作用結合，比單純的比例作用更快。尤其是對容量滯後大的物件，可以減小動偏差的幅度，節省控制時間，顯著改善控制質量。

比例積分微分(PID)控制
　　最為理想的控制當屬比例-積分-微分控制規律。它集三者之長：既有比例作用的及時迅速，又有積分作用的消除餘差能力，還有微分作用的超前控制功能。
　　當偏差階躍出現時，微分立即大幅度動作，抑制偏差的這種躍變；比例也同時起消除偏差的作用，使偏差幅度減小，由於比例作用是持久和起主要作用的控制規律，因此可使系統比較穩定；而積分作用慢慢把餘差克服掉。只要三個作用的控制引數選擇得當，便可充分發揮三種控制規律的優點，得到較為理想的控制效果。

PID除錯一般原則
　　a.確定比例增益P
　　確定比例增益P 時，首先去掉PID的積分項和微分項，一般是令Ti=0、Td=0（具體見PID的引數設定說明），使PID為純比例調節。輸入設定為系統允許的最大值的60%~70%，由0逐漸加大比例增益P，直至系統出現振盪；再反過來，從此時的比例增益P逐漸減小，直至系統振盪消失，記錄此時的比例增益P，設定PID的比例增益P為當前值的60%~70%。比例增益P除錯完成。

　　b.確定積分時間常數Ti
　　比例增益P確定後，設定一個較大的積分時間常數Ti的初值，然後逐漸減小Ti，直至系統出現振盪，之後在反過來，逐漸加大Ti，直至系統振盪消失。記錄此時的Ti，設定PID的積分時間常數Ti為當前值的150%~180%。積分時間常數Ti除錯完成。

　　c.確定積分時間常數Td
　　積分時間常數Td一般不用設定，為0即可。若要設定，與確定 P和Ti的方法相同，取不振盪時的30%。

　　d.系統空載、帶載聯調
　　再對PID引數進行微調，直至滿足要求。