任何一种执行机构都存在一个线性工作区。在此线性区内，它可以线性地跟踪控制信号，而当控制信号过大，超过这个线性区，就进入饱和区或截止区，其特性将变成非线性特性。同时，执行机构还存在着一定的阻尼和惯性，使对控制信号的响应速度受到限制。因此，执行机构的动态特性也存在一个线性工作区。控制信号的变化率过大也会使执行机构进入非线性区。前述标准PID位置式算法中积分项控制作用过大将出现积分饱和，增量式算法中微分项和比例控制作用过大将出现微分或比例饱和，都会使执行机构进入非线性区，从而使系统出现过大的超调或持续振荡，动态品质变坏。为了克服以上两种饱和现象，避免系统的过大超调，使系统具有较好的动态品质，必须使PID控制器输出的控制信号受到约束，即对标准的PID控制算法进行改进，并主要是对积分项和微分项进行改进。