圖1 自衡對象PID控制效果示意圖
從圖1我們可以得到關于自衡對象比例積分控制的幾個認識：
①最優參數情況下，控制回路做設定值階躍變化時，過程變量應表現為：有超調無振蕩而且過渡時間最短。這是魯棒性和控制性能俱佳的最強PID控制作用。
②使閉環系統穩定的參數范圍很大，尋找又穩又快的控制器參數是PID參數整定的難點和關鍵。
③從中間一行和中間一列的響應曲線可知，單一參數的翻倍或減半，自衡對象設定值階躍響應都是穩定的，說明小幅度參數整定往往不奏效。
④從上面一行的響應曲線可以看出，如果比例作用太強，PID控制器輸出都會表現出振蕩特性。如果積分作用不太強的話，PID控制器輸出和過程變量同相位振蕩，如果積分作用也太強則振蕩加劇。如果是比例作用太強引起的同相位振蕩，僅僅簡單地加大積分時間、減弱積分作用往往不能完全消除振蕩。
⑤從中間一行的響應曲線可以看出，如果比例作用合適，太強的積分作用會造成控制器輸出和過程變量的異相位振蕩，如果積分作用太弱則會造成過程變量的拖尾現象。最優的積分作用和被控對象的動態特性密切相關。
⑥從下面一行的響應曲線可以看出，如果比例作用不強，積分作用在很大范圍內都不會引起振蕩。
⑦從左中響應曲線圖([0.5TI，Kc))可以看出，如果是不太明顯的異相位振蕩，通過降低比例增益或者增加積分時間都可以減弱積分作用，讓系統不振蕩。因為積分作用的強弱和Kc/TI相關，所有減弱積分作用的參數整定都能達到消除異相位振蕩的目的。但是正確的做法是降低積分作用，保持比例作用不變。所以我們可以看到左下響應曲線圖([0.5TI，0.5Kc])的過渡時間要比中間響應曲線圖([TI，Kc])的過渡時間長。
⑧從中下([TI，0.5Kc])和右下([2TI，0.5Kc])兩個響應曲線圖可以看到，設定值階躍響應PID控制器輸出沒有任何超調，這是控制作用偏弱的表現，應該首先要增加比例增益，然后再判斷是否需要減少積分時間。
⑨從右上角的四個響應曲線圖可以發現如果比例作用足夠強，PID控制器輸出都會表現出超調的特性，哪怕是積分作用偏弱，例如右中響應曲線圖([2TI，Kc])和右上響應曲線圖([2TI，2Kc))的響應。當過程變量有超調無振蕩時則積分作用比較合適。如果PID控制器輸出重新緩慢上升到穩態，說明積分作用太弱。
