在PID參數整定中，過程動態特性是關鍵。只有在掌握正確的過程動態特性后，才能執行最優PID參數整定。盡管大部分過程都具有非線性，不能用簡單的模型來準確描述，但是由于PID是線性控制器，而且只有三個參數，所以很多PID參數整定方法將過程簡化為非常簡單但是有效的一階純滯后模型。使用一階純滯后模型描述過程的主要動態特性并用于優化PID參數，在負反饋控制框架下就能實現過程的有效控制。
最后，不應該忘記被控過程的工藝要求。當設定值跟蹤是關鍵時，將其作為最優性能的標準。當干擾抑制是關鍵時，就要重點關注這一點。當設定值跟蹤和干擾抑制都是工藝要求時，嘗試使用前饋或兩自由度PID控制器。如果超調會引起產品質量降低，則控制器整定的時候就要盡量避免超調。也可能由于和其他控制回路耦合，只能整定得相對慢一些。換句話說，PID參數整定意味著控制回路有一個特定的控制目標，通過使用正確的比例增益、積分時間和微分時間實現該控制目標。
為了獲得所需的閉環控制性能，PID參數整定是必要的。首先，過程可以閉環穩定運行是整定的最低要求。其次，通過PID參數整定來減少控制設備的振蕩，這有助于減少報警頻次和降低操作干預。最后，優化PID參數和控制方案可以通過知識自動化實現裝置的零手動操作和智能化，提高工廠安全性、效率、效益和裝置穩定性，降低綜合消耗，過程報警和操作員干預的頻次可以降到更低。
控制回路PID參數整定方法非常多，最有名的是泰勒儀表公司的齊格勒和尼克爾斯在1942年發布的ZN整定方法。ZN整定方法開創了規范化PID參數工程整定的先河，開啟了PID參數整定科學化的歷程。很多書籍中也主要介紹這種PID參數整定方法，但是實際上這種PID參數整定方法存在很多問題。所以不推薦直接使用ZN整定方法進行現場實際PID參數整定。
ZN整定方法存在的問題包括：
①ZN整定方法是為具有交互式PID算法的控制器設計的。如果不使用微分(純比例或比例積分控制),則整定結果也直接適用于非交互式PID算法。但是，如果使用微分(PID控制)并且控制器算法是非交互式或并聯式PID算法，則應使用3.3節中的公式，對計算出的PID參數進行轉換以使其適用于非交互式或并聯式PID算法。
②ZN整定方法只提供最強的抗擾特性，設定值階躍變化時會表現為1/4衰減振蕩，所以設定值階躍變化時過程變量會超過設定值并在其附近振蕩幾次。這種整定方法不能滿足多樣化的控制要求，例如不適用于設定值階躍變化不允許超調的過程，也沒有考慮控制回路之間的相關影響。不能根據需要靈活設置的固定整定計算公式是很多整定方法的局限。
③對于大純滯后被控對象，由于積分作用太弱，控制回路的響應速度和抑制干擾能力都不理想。ZN整定方法有一定的適用范圍，但ZN整定方法不適用于大純滯后被控對象，導致工業界普遍片面認為：大純滯后被控對象很難控制。
④魯棒性不高，嚴重依賴于模型的準確性，當模型與實際過程有失配時控制性能可能變得非常差。正常模型最強抗擾時的PID參數對模型失配非常敏感，模型失配會造成閉環系統發散。
⑤臨界比例度法要求控制系統首先使用純比例控制使閉環系統等幅振蕩，這個整定過程現場往往不能接受。當被控對象沒有純滯后或者純滯后很小時，即使比例作用非常強，閉環系統也很難等幅振蕩。
⑥對這種整定方法的過度相信和不適用情況下的應用可能導致整定效果不理想。實際工作中直接使用ZN整定方法進行PID參數整定，很容易導致需要頻繁整定、閉環性能不能滿足控制要求的問題。
ZN整定方法提出一條基于工業實踐的控制系統研究途徑，啟發了很多工程師、學者從工程實踐的角度去研究控制理論和PID參數整定方法。過程的復雜性、ZN整定方法研究問題的思路和其存在的問題引起了工業界的重視，這三點是PID參數整定方法多達一百多種的主要原因。這么多方法都能有效是負反饋和PID的功勞。傳統整定方法關注克服不可測階躍擾動時的偏差峰值和偏差累積，這種積極但魯棒性不足的整定方法不適合處理實際問題或實現其他控制目標，整定結果存在比例增益大、積分時間短的問題，不可避免地在系統中引起振蕩，難以使系統達到整體性能最優的控制目標，不適合大多數化工應用。最新的整定方法關注的是增加魯棒性、最小化非線性、耦合和振蕩影響，并滿足其他過程目標，例如最大化吸收干擾的緩沖罐液位控制、比值控制的回路協調和串級控制中副控制回路的設定值響應等。
