다음 그림은 외란의 단위계단 변화에 대해 잘 조율된 P, PI, PD,… | [화공기사 필기] 19년 1회차 기출문제 상세 페이지

외란이 들어온 뒤 편차의 최대값이 가장 작고 가장 빨리 0으로 돌아오는 D 곡선이 PID 제어 결과다.
그림에서 A는 피제어변수가 계속 커져 되돌아오지 않고, B는 한 번 솟은 뒤 진동하다가 0이 아닌 값에 정착한다. 두 곡선 모두 잔류편차(offset)가 남으므로 적분동작이 없는 비례계열 제어의 응답이다.
적분동작이 들어간 C와 D는 편차가 결국 0으로 되돌아와 offset이 사라진다. 이 중 D는 최고 편차가 가장 낮고 0으로 복귀하는 시간도 가장 짧은데, 미분동작이 변화 추세를 미리 잡아 주기 때문이다.
정리하면 offset 유무로 비례계열과 적분포함 계열을 가르고, 적분이 든 둘 중 진폭이 작고 정착이 빠른 쪽이 PID다.