1 

PID controller 

A proportional

–

integral

–

derivative controller (PID controller) is a generic .control loop 

feedback mechanism widely used in industrial control systems. A PID controller attempts to 

correct the error between a measured process variable and 

a desired setpoint by calculating 

and then outputting a corrective action that can adjust the process accordingly. 

The 

PID 

controller 

calculation 

(algorithm) 

involves 

three 

separate 

parameters; 

the 

Proportional, 

the 

Integral 

and 

Derivative 

values. 

The 

Proportional 

value 

determines 

the 

reaction to the current error, the Integral determines the reaction based on the sum of recent 

errors 

and 

the 

Derivative 

determines 

the 

reaction 

to 

the 

rate 

at 

which 

the 

error 

has 

been 

changing. The weightedsum of these three actions is used to adjust the process via a control 

element such as the position of a control valve or the power supply of a heating element.By 

"tuning" the three constants in the PID controller algorithm the PID can provide control action 

designed for specific process requirements. The response of the controller can be described in 

terms 

of the responsiveness 

of the controller to 

an error, the degree to 

which the controller 

overshoots 

the 

setpoint 

and 

the 

degree 

of 

system 

oscillation. 

Note 

that 

the 

use 

of 

the 

PID 

algorithm for control does not guarantee optimal control of the system or system stability. 

Some applications may require using only one or two modes to provide the appropriate 

system control. This is achieved by setting the gain of undesired control 

outputs to zero. A 

PID controller will be called a PI, PD, P or I controller in the absence of the respective control 

actions. 

PI 

controllers 

are 

particularly 

common, 

since 

derivative 

action 

is 

very 

sensitive 

to 

measurement 

noise, 

and 

the 

absence 

of 

an 

integral 

value 

may 

prevent 

the 

system 

from 

reaching its target value due to the control action. 

Note: Due to the diversity of the field of control theory and application, many naming 

conventions for the relevant variables are in common use. 

1.Control loop basics 

A familiar example of a control loop is the action taken to keep one's shower water at the 

ideal temperature, which typically involves the mixing of two process streams, cold and hot 

water. The person feels the water to estimate its temperature. Based on this measurement they 

perform a control action: use the cold water tap to adjust the process. The person would repeat 

this 

input-output 

control 

loop, 

adjusting 

the 

hot 

water 

flow 

until 

the 

process 

temperature 

stabilized at the desired value. 

Feeling the water temperature is taking a measurement of the process value or process 

variable 

(PV). 

The 

desired 

temperature 

is 

called 

the 

setpoint 

(SP). 

The 

output 

from 

the