Automatyczne regulatory różnią się zarówno zasadą działania urządzenia, jak i algorytmem działania. Łączy je jedno – wszystkie wdrażają informacje zwrotne.
Najpopularniejszy typ to wł.-wył. Jest to najprostsze i najtańsze urządzenie do utrzymania pożądanego parametru w danym zakresie. Przykładów takich systemów jest wiele, znajdują zastosowanie zarówno w sprzęcie przemysłowym, jak i AGD. Żelazko, grzejnik elektryczny - konwektor, AGV, a nawet muszla klozetowa - to urządzenia wykorzystujące najprostszy schemat dwupozycyjny, którego zasadą jest to, że organ regulacyjny (RO) znajduje się albo w jednej skrajnej pozycji, albo winnym. Wadą tego sposobu sterowania parametrem wyjściowym jest niska dokładność sterowania.
Kontrolery proporcjonalne są bardziej złożone. Generują sygnał dla położenia regulatora w zależności od tego, jak bardzo wzrosła lub spadła wartość kontrolowanego parametru. Nie ma już dwóch pozycji dla RO, można go umieścić w dowolnych punktach pośrednich. Zasada działania: im bardziej parametr wyjściowy odbiega od ustawionej wartości, tym bardziej zmienia się pozycja regulowanego korpusu. Wadą jest obecność statykibłędy, czyli stabilne odchylenie od ustawionej wartości parametru wyjściowego.
Aby wyeliminować ten błąd, zastosowano regulację integralną. W rezultacie pojawiły się regulatory proporcjonalno-całkujące (PI). Ich wadą był brak możliwości uwzględnienia bezwładności regulowanego układu, jego opóźnienia w stosunku do działania kontrolnego. Do czasu, gdy regulator zareaguje na zakłócenie systemu, jest całkiem możliwe, że potrzebny jest zupełnie odwrotny efekt, a ujemne sprzężenie zwrotne może przekształcić się w dodatnie, co jest wysoce niepożądane.
Najdoskonalszy jest regulator PID. Uwzględnia składową różnicową charakterystyki przyspieszającej regulowanego parametru, czyli szybkość jego zmiany w wyniku skokowej zmiany położenia RO. Strojenie regulatora PID jest bardziej skomplikowane, poprzedzone jest przyjęciem charakterystyki przyspieszenia, wyznaczając takie parametry obiektu jak czas opóźnienia i stała czasowa. Dodatkowo skonfigurowane są wszystkie trzy komponenty. Regulator PID zapewnia efektywną stabilizację parametrów wyjściowych bez błędu statycznego. Jednocześnie wyklucza powstawanie pasożytów.
Regulator PID może być wykonany na różnych podstawach elementów. Jeśli podstawą jego układu jest mikroprocesor, najczęściej nazywa się go kontrolerem. Dokładność utrzymania parametru jest obliczana zgodnie z zasadą racjonalnej wystarczalności.
Zdarza się, że wymagania technologiczne dotyczące utrzymania niektórychparametrów są tak sztywne, że można zastosować tylko regulator PID. Przykładem jest produkcja mikrobiologiczna, w której reżim termiczny decyduje o jakości produktu. W takim przypadku regulator temperatury PID będzie utrzymywał mikroklimat z dokładnością do 0,1 stopnia lub mniej, o ile oczywiście czujniki zostaną prawidłowo zamontowane i zostaną wyliczone ustawienia.
