在《实用过程控制》一书中作者认为理想情况下，适当整定的控制回路将：
①使过程在安全约束下运行；
②运营效益最大化；
③消除稳态余差；
④在正常工作范围内保持稳定；
⑤避免过度的控制动作(不要过多使用最终控制元件)；
⑥系统鲁棒，即对过程条件的变化和过程模型的变化不敏感。
如何理解控制目标将决定PID参数整定方法并影响最终整定效果？
1、使过程在安全约束下运行
使过程在各种干扰和工况情况下安全运行是控制系统设计和PID参数整定要考虑的重要内容。确保过程安全运行需要设计必要的控制方案并使用适当的PID参数，有时候还需要考虑控制器输出的安全限制。如果要控制的泵的速度不能低于20%的额定转速，可在控制器上设置20%的输出低限，防止泵电机过热。如果是控制温度，使用高温报警将最终控制元件置于防止过热的安全位置。
2、运营效益最大化
这实际上意味着花时间整定那些真正重要的回路，如反应器温度控制，对保持产品质量至关重要，但饮用热水的温度控制则不是。有时候一个装置自控率很高，但是由于关键控制回路不能自动，装置的安全、效益和效率都还有很大的改进空间。操作员干预和工艺过程报警蕴含着控制方案改进的机会。
3、消除稳态余差
闭环控制系统如果存在稳态余差，则说明控制系统没有完成操作员的控制要求。如果过程变量是反应温度，稳态余差可能是致命的。有时候操作员需要多次干预才能让过程变量达到设定值。所以比例积分控制成为过程控制的首选PID算法。因为即使是串级副回路有余差，考虑到副回路也有单独自动运行的时候，所以不推荐使用纯比例控制。基于同样的原因，积分被控对象也推荐使用比例积分控制。
4、在正常工作范围内保持稳定
对于过程干扰和设定值阶跃变化，控制回路提供了偏差校正。大多数过程都是非线性的，过程变量的控制要求将决定PID控制器参数。一个需要抑制强干扰的过程比一个需要在设定值附近运行的过程在参数整定上更困难。为了稳定(鲁棒性)只能牺牲控制性能，因为必须在工作范围内最差工况时实现稳定控制，所以在较好工况时响应会比较缓慢。在许多情况下，整定是性能和稳定的折中，如果追求极致的鲁棒性和快速性可能需要引入非线性方法。虽然有的集散控制系统提供了非线性的PID算法改进，但一般过程控制问题并不需要这些非线性改进，只是通过PID参数整定就能解决。
5、避免过度的控制动作(不要过多使用最终控制元件)
一些整定方法的控制目标是1:4衰减振荡响应，这意味着调节阀将在闭环控制系统稳定之前反转几次方向。调节阀的每次反转都会导致元件的磨损。当调节阀有死区时，实际上还会增加闭环控制系统的过渡时间。无论什么原因，任何时候闭环控制系统的等幅振荡都不被接受。
最优整定可以通过有超调无振荡的响应来实现。还要注意微分作用，因为它会放大过程变量中的噪声并作用到控制器输出，导致控制器过度动作。微分作用会增加PID参数整定的复杂性，容易让控制器输出过度动作，而且往往还取得不了太大的控制性能改进，所以要谨慎使用。
6、控制系统鲁棒性
要选择合理的PID参数，这样当被控对象特性大幅度变化时，控制器仍能稳定控制。使用科学整定方法可以提高控制系统的鲁棒性，减少模型失配对控制回路的影响。