在模擬控制系統中，控制器最常用的控制規律是PID控制。模擬PID控制系統原理框圖如下圖。系統由模擬PID控制器和被控對象組成。
PID控制器是一種線性控制器，它根據給定值Yd(t)與實際輸出值Y(t)構成控制偏差：err = Yd - Y .
PID的控制規律為：
式中，Kp——比例系數； Ti——積分時間常數； TD——微分時間常數。
簡單來說，PID控制器各校正環節的作用如下：
（1）比例環節：成比例地反映控制系統的偏差信號error(t)，偏差一旦產生，控制器立即產生控制作用，以減少偏差。
（2）積分環節：主要用於消除靜差，提高系統的無差度。積分作用的強弱取決於積分時間常數Ti，Ti越大，積分作用越弱，反之則越強。
（3）微分環節：反映偏差信號的變化趨勢（變化速率），並能在偏差信號變得太大之前，在系統中引入一個有效的早期修正信號，從而加快系統的動作速度，減少調節時間。