Некоторые недостатки использования ПИД-регуляторов в автоматических системах управления:

• Неправильная настройка. 1 Алгоритм может дестабилизировать систему и даже повредить её. 1
• Усиление высокочастотных составляющих сигнала ошибки. 13 Это усиливает шумовую составляющую управляющего сигнала, что дестабилизирует систему. 1
• Возникновение импульсов большой амплитуды. 3 Такое явление возникает в моменты скачкообразного изменения ошибки, несмотря на медленное изменение сигнала системы. 3
• Ограничения по знаку управляющего сигнала. 1 Система управления может быть неспособна изменить знак регулируемого параметра. 1
• Ограниченная точность измерений. 1 Для выполнения операций дифференцирования с допустимой погрешностью требуются специальные меры. 1
• Нелинейности в системах. 1 Практически любая система имеет типовые нелинейности: гистерезис, люфты, ограничение скорости нарастания, ограничение динамического диапазона изменения переменных (насыщение). 1
• Сложность эксплуатации. 2 Во многих ПИД-контроллерах дифференциальная компонента выключена только потому, что её трудно правильно настроить. 2
• Плохая работа при большой задержке между управляющим сигналом и откликом процесса. 1
• Плохая работа, когда нужно управлять более чем одним параметром. 1

Проблемы использования ПИД-регуляторов усложняются тем, что в современных системах управления динамика часто неизвестна, регулируемые процессы нельзя считать независимыми, измерения сильно зашумлены, нагрузка непостоянна, технологические процессы непрерывны. 2