Các bộ điều khiển PID trong các thiết kế bộ điều tốc xuất hiện từ những năm 1890.[1][5] Các bộ điều khiển PID sau đó được phát triển trong hệ thống lái tàu (thủy) tự động. Một trong những ví dụ sớm nhất của bộ điều khiển kiểu PID được phát triển bởi Elmer Sperry năm 1911,[6] trong khi tác phẩm phân tích lý thuyết đầu tiên về bộ điều khiển PID được kỹ sư người Mỹ gốc Nga Nicolas Minorsky xuất bản, vào năm (Minorsky 1922)Lỗi harv: không có mục tiêu: CITEREFMinorsky1922 (trợ giúp). Minorsky đã thiết kế các hệ thống lái tàu tự động cho Hải quân Mỹ, và dựa trên các phân tích của ông khi quan sát người lái tàu, ông nhận thấy rằng người lái tàu điều khiển con tàu không chỉ dựa trên sai số hiện tại, mà còn dựa vào sai số quá khứ và tốc độ thay đổi hiện tại;[7] điều này sau đó đã được ông toán học hóa. Hải quân Mỹ cuối cùng đã không chấp nhận hệ thống, do sự phản đối từ nhân viên. Nghiên cứu tương tự được tiến hành và xuất bản bởi nhiều người khác vào thập niên 1930.

Những bộ điều khiển đầu tiên là khí nén, thủy lực, hoặc cơ khí, các hệ thống điện phát triển sau Chiến tranh Thế giới thứ II.

Công trình của Minorsky

Về chi tiết,công trình của Minorsky xử lý các vấn đề sau.[8] Mục đích của ông là độ ổn định, không phải điều khiển tổng quát, giúp đơn giản hóa đáng kể vấn để. Trong khi điều khiển tỉ lệ cung cấp độ ổn định chống lại các biến động nhỏ, nó không đủ để giải quyết nhiễu lớn, đặc biệt là do gió mạnh (gây ra bởi droop), nên yêu cầu phải thêm khâu tích phân. Cuối cùng, khâu vi phân được thêm vào để cải thiện điều khiển. Các thử nghiệm đã được tiến hành trên tàu USS New Mexico, với bộ điều khiển điều chỉnh vận tốc gốc (không phải gốc) của bánh lái. Điều khiển PI tạo ra độ lệch liên tục (sai số góc) trong khoảng ±2°, trong khi thêm D tạo ra độ nghiêng trong khoảng ±1/6°, tốt hơn hầu hết người lái tàu có thể làm.