PID控制器是应用最基本、最广泛的一种控制算法，具有简单、稳定、可靠等优点。实际工程中，除了运用经典PID算法，还根据工况引入其它控制策略，模糊PID是其中较为常用的一种。
1、常规PID控制原理
常规PID控制器的调节规律对相当多的控制对象，特别是对于线性定常系统是非常有效的，其调节过程的品质取决于PID控制器各个参数的整定。PID是一种线性控制器，它根据给定偏差及其偏差的变化量进行控制其控制规律如下： PID控制规律连续方程的形式：
PID控制规律离散化为差分方程的形式：
式中，—控制器输出信号；
—偏差信号；
—积分时间常数；
—微分时间常数；
—比例增益；
—积分增益；
—微分增益；
—采样周期；
—采样序号。
PID调节是由比例、积分、微分三种调节方式组成，它们各自的作用如下：
比例调节作用P：是按比例反应系统的偏差，系统一旦出现了偏差，比例调节立即产生调节作用用以减少偏差。比例作用大，可以加快调节，减少误差，但是过大的比例，使系统的稳定性下降，甚至造成系统的不稳定。
积分调节作用I：是使系统消除稳态误差，提高无差度。加入积分调节使系统稳定性下降，动态响应变慢。微分调节作用D：反映系统偏差信号的变化率，能预见偏差变化的趋势，因此能产生超前的控制作用，在偏差还没有形成之前，已被微分调节作用消除，可以改善系统的动态性能。在微分时间选择合适情况下，可以减少超调，减少调节时间。微分作用对噪声干扰有放大作用，因此过强的加微分调节，对系统抗干扰不利。此外，微分反应的是变化率，而当输入没有变化时，微分作用输出为零。微分作用不能单独使用，需要与另外两种调节规律相结合，组成PID控制器。
目前PID调节的经验步骤一般包括：
（1）确定比例增益KP
确定比例增益KP时，首先去掉PID的积分项和微分项，一般是令KI=0、KD=0，使PID为纯比例调节。输入设定为系统允许的最大值的60%~70%，由0逐渐加大比例增益KP，直至系统出现振荡；再反过来，从此时的比例增益KP逐渐减小，直至系统振荡消失，记录此时的比例增益KP，设定PID的比例增益KP为当前值的60%~70%，比例增益KP调试完成。
（2）确定积分增益KI
比例增益KP确定后，设定一个较小的KI初值，然后逐渐增大KI，直至系统出现振荡，再反过来，逐渐减少KI，直至系统振荡消失。记录此时的KI，设定PID的积分增益KI为当前值的150%~180%。积分时间常数KI调试完成。
（3）确定微分增益KD
微分增益KD一般不用设定，为0即可。若要设定，与确定KP和KI的方法相同，取不振荡时的30%。 （4）系统空载、带载联调，再对PID参数进行微调，直至满足要求。
2、模糊PID控制原理
模糊智能控制是一种以模糊集合理论、模糊语言变量与模糊推理为基础的控制方法，属于非线性控制范畴，已经广泛应用于工业生产各个领域。模糊控制可以方便的应用于数字控制系统之中，一般模糊控制系统主要包括传感器、输入输出通道、模糊控制器、执行机构和被控对象。模糊控制器是系统的核心，模糊控制算法的实现主要包括四步：
（1）PLC经A/D采样得到的反馈信号与给定信号的偏差，计算输入变量；
（2）对所有输入变量进行模糊化处理；
（3）根据输入的模糊变量及模糊控制规则，按模糊推理合成规则计算控制模糊输出。
（4）对控制模糊输出变量进行解模糊化（清晰化）。
模糊控制方法的特点主要包括：
（1）模糊控制无需系统精确的数学模型，因此对于时变、滞后、非线性系统能达到常规控制不能比拟的优点；
（2）稳定性强、抗干扰性强，由于模糊控制对误差变化的敏感性减小，不会在大的范围内引起系统失控；
（3）具有方便易懂、控制原理简单、实用、执行方便、开发成本低廉的特点，其对传感器的要求降低，便于通过模糊软件和硬件实现。
模糊控制鲁棒性好、抗干扰能力强、稳态精度低，传统PID控制精度较高、鲁棒性一般、适应性不足；模糊PID控制利用模糊方法实现PID参数的在线自动调整，从而结合了PID与模糊控制的优点，具有调节时间短、超调量小、稳态精度高及鲁棒性好等非常理想的性能指标，模糊PID控制器系统结构图：
一般来说，量化论域的离散点数越多，模糊控制器的控制作用和控制效果就越细腻，精度越高，但点数太大，处理运算量极大，计算机需要较多的时间处理。语言变量值越多，制定控制规则时比较灵活，控制规则比较细致，但相应的使控制规则变得复杂，制定起来比较困难。考虑到控制规则的灵活性与细致性，又要兼顾其简单与易行要求，模糊控制器与模糊PID控制器均选用{NB，NM，NS，ZE，PS，PM，PB}7个语言变量，词集分别表示负大、负中、负小、零、正小、正中、正大。
定义模糊集合即确定模糊子集的隶属度函数，隶属度函数曲线包括正态曲线、三角形、梯形等。隶属函数的形状越陡，分辨率越高，误差控制灵敏度高，隶属度函数形状越平缓，控制灵敏度低，控制特性比较平缓。一般在系统误差较大范围内，采用具有低分辨率隶属函数的模糊集合，在系统误差较小或接近零时，宜采用具有高分辨率隶属函数的模糊集合。
模糊规则的选择是设计模糊控制器的核心，其设计原则是：当误差较大时，控制量的变化应尽力使误差迅速减小，加快系统响应速度；单误差较小时，除了要消除系统稳态误差外，还要考虑系统的稳定性，防止系统产生不必要的超调，甚至震荡。
从系统的稳定性、响应速度、超调量和稳态精度等各方面特性来考虑，KP、KI和KD各个参数的作用如下：
比例系数KP的作用在于加快系统的响应速度，提高系统调节精度。KP越大，系统的响应速度越快，系统的调节精度越高，但会产生超调，甚至导致不稳定；如果KP取值过小，则会降低调节精度，使响应速度缓慢，从而拖长调节时间，使系统动静态特性变差。因此，当偏差较大时，为提高响应速度，KP取较大值，偏差较小时，为防止超调过大产生振荡，KP减小；当偏差很小时，为使系统尽快稳定，KP继续减小；考虑EC的因素，当EC和E同号时，输出偏离稳定值方向变化，KP适当增大，反之KP适当减小。
积分作用系数KI的作用在于消除系统的稳态误差，KI越大，系统静差消除越快，但KI过大，在响应过程初期会产生积分饱和现象，从而引起较大超调；若KI过小，将使系统静差难以消除，影像系统的调节精度，因此，当偏差较大时，为避免积分饱和，出现较大的超调，KI取零值，当E较小时，积分环节有效，KI随E的减小而增大，以消除系统的稳态误差，提高控制精度。
微分作用系数KD的作用在于改善系统的动态特性，因为PID控制器的微分环节是响应系统偏差的变化率EC的，其作用主要是在响应过程中抑制偏差任何方向的变化，对偏差变化进行提前制动，但是KD过大，则会使响应过程过分提前制动，从而拖长调节时间，而且系统抑制干扰的能力较差，因此在控制过程初期，当偏差E较大时，KD取大些，在偏差较小时，综合考虑系统的抗扰动能力和系统响应速度，应使KD减小以增强系统对扰动的抑制能力。 在系统启动瞬间，误差E最大，应取较大的KP和较大的KD和较小的KI，当E处于中等大小的时候，为防止超调，KP应该取小些，KD的选择对系统响应影响较大，KI取值要适当。当E很小时，KP减小和KI取大值，选择适当的KD，依照上述建立模糊PID控制规则表。
经过模糊计算之后，模糊控制器输出的是一个模糊集合，它反映控制语言的不同取值的一种组合。但实际系统却需要一个精确的输出量给执行机构，所以要把输出的模糊子集精确化，也就是反模糊化。反模糊化的方法很多，常用的有最大隶属度法，中位数法和加权平均法等。