PD控制器的原理主要基於比例（Proportion）和微分（Differentiation）兩個控制單元。它通過設定比例常數（Kp）和微分時間（Td）兩個參數，根據系統的誤差和誤差變化率來調節輸出控制量，從而對被控系統進行控制。PD控制器適用於基本上線性且動態特性不隨時間變化的系統，其主要目的是維持生產裝置中的變數穩定，以滿足生產工藝的要求。
比例控制（P）：根據設定值與實際值之間的偏差（誤差）來計算控制輸出，以減小誤差。
微分控制（D）：根據誤差的變化率來計算控制輸出，預測未來誤差的變化趨勢，提前進行調整。
PD控制器的工作原理可以概括為：
收集數據：通過感測器收集被控系統的當前狀態數據。
計算誤差：將收集到的數據與參考值進行比較，計算出誤差。
計算控制量：根據設定的比例和微分參數，以及當前誤差和誤差變化率，計算出控制量。
執行控制：將計算出的控制量套用於被控系統，以調整其狀態，使其達到或保持在參考值。
通過這種方式，PD控制器可以有效地維持系統的穩定性和回響速度，適用於需要快速回響和精確控制的系統。