PID là bộ điều khiển vi tích phân tỉ lệ (Proportional Integral Derivative) có cơ chế phản hồi vòng điều khiển. PID được ứng dụng rộng rãi trong các hệ thống điều khiển công nghiệp như điều chỉnh nhiệt độ, tốc độ động cơ, tốc độ dòng chảy, áp suất…Bộ điều khiển PID tính toán một giá trị sai số giữa giá trị đo được và giá trị đặt mong muốn. Bộ điều khiển sẽ thực hiện giảm tối đa sai số bằng cách điều chỉnh giá trị điều khiển đầu vào. Để có một bộ PID tốt thì các thông số PID phải tính toán và điều chỉnh theo tính chất của hệ thống. Giải thuật PID bao gồm 3 thông số riêng (nên PID còn được gọi là điều khiển 3 khâu: khâu tỉ lệ, khâu tích phân, khâu đạo hàm và được viết tắc là P, I, D). Giá trị tỉ lệ xác định tác động của sai số hiện tại, giá trị tích phân xác định tác động của tổng các sai số quá khứ, giá trị vi phân xác định tác động của tốc độ biến đổi sai số. Tổng chập của 3 tác động này dùng để điều chỉnh quá trình thông qua một phần tử điều khiển như độ rộng xung PWM hay điện áp để điều khiển động cơ, vị trí van điều khiển…
Sử dụng bộ điều khiển PID không nhất thiết phải gồm đầy đủ 3 khâu, tùy theo hệ thống ta có thể chỉ cần sử dụng 1 hoặc 2 khâu, hệ số K của những khâu còn lại bằng 0 và khi đó bộ điều khiển PID sẽ được gọi là bộ điều khiển PI, PD, P hoặc I. Bộ điều khiển PI khá phổ biến, do đáp ứng vi phân khá nhạy đối với các nhiễu đo lường, trái lại nếu thiếu giá trị tích phân có thể khiến hệ thống không đạt được giá trị mong muốn.
Hình 18: Sơ đồ khối bộ điều khiển PID