当被控对象的容积滞后较多，同时又要求无稳态误差时，可将比例、积分和微分组合，构成PID控制。PID控制的控制规律为

或

式中：K c为比例增益；K i为积分增益；K d为微分增益；δ为比例带，可视情况取正值或负值；T i为积分时间；T d为微分时间。

PID控制的传递函数为

不难看出，由式（4-19）表示的PID控制动作规律在物理上是不能实现的。因此，工业中实际采用的模拟PID控制器（如DDZ型控制器）忽略了比例、积分、微分作用的相互扰动，PID控制规律的传递函数可表示为

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式中：为微分系数。

图4-18为工业PID控制器在忽略比例、积分、微分作用相互扰动的情况下的单位阶跃响应曲线，其中阴影部分面积代表微分作用的强弱。

为了对各种控制规律进行比较，图4-19为同一对象在相同阶跃扰动下，采用不同控制动作时具有同样衰减率的响应过程。

图4-18　工业PID控制器的单位阶跃响应

图4-19　各种控制规律的响应过程

由图4-19可知，PID控制效果最佳，但这并不意味着在任何情况下采用PID控制都是合理的，要根据对象的动态特性和控制要求选择相应的控制规律。另外，PID控制器有3个需要整定的参数，如果这些参数整定不合适，则不仅不能发挥各种控制动作应有的作用，还有可能导致系统性能恶化。

还需指出的是，当前控制系统中的PID调节规律都是以软件编程的形式实现的，从编程的角度看，什么样的调节规律都可以实现，但由于元器件的惯性，理想微分实际上还是不可能实现的。