Để vừa tác động nhanh, vừa triệt tiêu được sai lệch tĩnh người ta kết hợp quy luật tỷ lệ với quy luật tích phân để tạo nên quy luật tỷ lệ tích phân. Tín hiệu điều khiển được xác định theo công thức:
( ) p ( ) 1 ( ).
i
U t K e t e t dt
T (3.4)
Trong đó: Kp: hệ số khuếch đại
Ti: hằng số thời gian tích phân
Trong thực tế khi sử dụng bộ điều khiển PI thì việc chọn thông số điều khiển Kp, Ti để phù hợp với đối tượng điều khiển nhằm đạt được các chỉ tiêu chất lượng của quá trình quá độ là một vấn đề vô cùng quan trọng. Rất nhiều các tiêu chuẩn để
tính chọn các thông số của bộ điều khiển để có một đáp ứng đầu ra phù hợp với yêu cầu công nghệ. Về tính chất của luật điều khiển tỷ lệ thì có đáp ứng lớn nhưng sai số tĩnh lớn. Khi tăng hệ số Kp cao thì đạt được sai số tĩnh nhỏ xong quá trình quá độ lại dao động, chất lượng của quá trình quá độ sẽ xấu đi và khi hệ số Kp quá lớn thì đáp ứng đầu ra của hệ thống kín sẽ mất ổn định. Khi ta đặt một giá trị Kp tối ưu thì chất lượng đáp ứng của hệ lúc này chỉ phụ thuộc vào thời gian tích phân. Khi thời gian tích phân Ti lớn có nghĩa là tín hiệu u(t) có giá trị rất nhỏ. Sự ảnh hưởng của thành phần tích phân đền đáp ứng qúa độ rất ít nên lúc này bộ điều khiển PI hoạt dộng như bộ điều khiển tỷ lệ. Nghĩa là đáp ứng đầu ra ổn định nhưng sai số vẫn còn cao so với yêu cầu điều khiển. Khi thời gian Ti giảm nhỏ thì thành phần tích phân có tác động tích cực, đáp ứng quá độ vẫn chưa có dao động nhưng sai số xác lập bằng không. Khi ta giảm nhỏ giá trị Ti đến một giá trị nào đó thì quá trình quá độ không còn đơn điệu nữa mà nó trở nên một quá trình dao động. Việc chọn đặt giá trị Ti không phù hợp sẽ làm cho quá trình quá độ xấu đi và đôi khi hệ thống sẽ trở nên mất ổn định.