Bộ điều khiển PID là một bộ điều khiển 2 vùng: Thành phần P và D cùng hình thành ở vùng tần số cao, thành phần I hình thành ở vùng tần số thấp. Lợi ích của thành phần D là cho phép thành phần P có giá trị đặt cao hơn những bộ điều khiển khác.
Bước đầu tiên để hiệu chỉnh PID Controller là hiệu chỉnh khi nó là P Controller. Nhưng để độ quá điều chỉnh cao hơn bình thường khoảng 10% thì thành phần D lại hay gây ra vấn đề. Đặc biệt, thành phần P có thể tăng lên 25%- 50% so với bộ điều khiển P hay PI
Bước tiếp theo là thêm thành phần D nhỏ để hạn chế độ vọt lố bị gây ra bởi thành phần P cao hơn bình thường. Thành phần P và D hình thành cùng nhau ở vùng tần số cao.
Tiếp theo, thành phần vi phân I được chỉnh định giống như ở bộ điều khiển PI. Lý tưởng: thành phần P và I sẽ cao hơn 20-40% so với PI Controller.
BĐK PID cho phép thành phần P có thể tăng lên đến 1.7, nhiều hơn 40% và thành phần I tăng lên 120, nhiều hơn khoảng 20% so với BĐK PI. Tuy nhiên độ quá điều chỉnh của PID không nhiều hơn PI.
Đồ thị Bode vòng kín cho thấy PID cung cấp tần số Bandwidth (băng thông) 359Hz, cao hơn 70% so với 210Hz của PI. Vì trễ pha của hệ thống PID là 170*, nhiều hơn 45* so với PI, điều đó làm cho PID khó để điều khiển khi là mạch vòng trong hơn PI. Sự trễ pha nhiều hơn ở Bandwidth nghĩa là mạch vòng ngoài (như mạch vòng vị trí) sẽ phải đối mặt với độ trễ lớn hơn trong vòng điều khiển vì thế gây ra nhiều vấn đề
Đồ thị vòng hở cho thấy độ dự trữ pha là 55*, tương đương PI. Tuy nhiên độ dự trữ biên độ chỉ khoảng 8.5dB, thấp hơn 3dB so với PI. Độ dự trữ biên độ thấp đã được đoán trc vì vùng tần số cao của PID cao hơn vùng tần số cao của PI (Bandwidth cao hơn)
Với cùng một đối tượng và giá trị đặt, PID sẽ đáp ứng nhanh hơn PI nhưng sẽ thường khó để điều khiển và nhạy với nhiễu hơn so với PI