PID控制器可表示为：
式中，Kp(e(t))、Ki(e(t))、Kd(e(t))分别为比例、积分和微分系数，它们都是误差的非线性函数。根据经典控制原理，系统阶跃响应过程中控制器P / I / D各部分的控制作用，相应的增益参数的理想变化如图2所示。
比例控制Kp
Kp加快响应速度，减少过渡过程时间。为保证系统有足够的响应速度，Kp的大小应与误差的绝对值成正比，且当e(t)=0时，应保证Kp为合理的非零值，由此取比例系数的调节律为：
积分控制Ki
Ki减少系统的稳态误差。当e(t)大时，Ki较大；当e(t)小时，Ki较小。所以积分系数的调节律为：
微分控制Kd
Kd增大系统阻尼，降低过渡过程时间。在不影响速度的前提下，Kd应随e(t)逐渐增大，但同时应限制Kd以抑制超调。由此微分系数的调节律为：
上述3式中，
