PID控制原理是一種結合比例、積分和微分三種環節於一體的控制算法。它的核心思想是根據輸入的偏差值，按照比例、積分、微分的函式關係進行運算，運算結果用以控制輸出。PID控制器的目的是通過調整三個參數（比例、積分、微分）來調節系統的回響，從而使系統具有良好的動態特性和穩態性能。
比例控制：比例控制的輸出量與誤差成正比，即輸出量 \( P = K_p \cdot \Delta E \)，其中 \( K_p \) 是比例係數，\( \Delta E \) 為誤差信號。比例控制可以快速減小誤差，但可能存在穩態誤差。
積分控制：積分控制是根據誤差信號的積分值來調整控制輸出量，以消除靜態誤差和提高穩態精度。積分控制器不斷累積誤差的值，使得控制量增加，從而消除穩態誤差。
微分控制：微分控制器計算了誤差的變化率，當誤差快速增加時，微分控制量將增大，使得控制輸出產生更大作用以快速回到目標位置，進而使得系統高度更為穩定。當誤差的導數為負時，微分控制項將減小控制量，以防止系統過沖。
簡單總結，積分控制提供了一定的慣性，而微分控制則提供了一定的阻尼，共同作用使得系統能夠達到給定值並保持良好的動態和穩態性能。PID控制算法出現於20世紀30至40年代，適用於對被控對象模型了解不清楚的場合，是連續系統中技術最為成熟、套用最為廣泛的一種控制算法。