非常規PID依然是單回路PID。打仗時，如果敵人太頑固，要么換更大的炮，把敵人轟倒；要么采用更巧妙的戰術，把敵人暈倒。控制也是一樣，單回路PID難以解決的問題，常常可以通過更巧妙的多回路結構來解決串級控制。 

串級控制

單一的PID回路當然可以實現擾動抑制，但要是主要擾動在回路中，而且是可以明確測量的，加一個內回路作為幫手是一個很不錯的主意。還記得洗熱水澡的例子嗎？要是熱水壓力不穩定，老是要為這個而調整熱水龍頭，那很麻煩。要是有一個人專門負責補償熱水壓力，把熱水穩定在要求的流量，那洗澡的時候，水溫就容易控制多了，只要告訴那個人現在需要多少熱水流量，而不必煩心熱水壓力對熱水流量的影響。這個負責熱水流量、自動補償熱水壓力的控制回路就是內回路，也叫作副回路，而洗澡的溫度就是外回路，也叫作主回路。另一個例子就是連隊指揮，連長直接指揮到每一個士兵的話，顧不過來，但要是連長指揮排長，排長指揮班長，班長指揮士兵，這樣分級指揮，budui就容易控制了。這種主回路指揮副回路的結構叫串級控制（CascadeControl）。串級控制以兩級為多，但可以有更多級，上述連長指揮排長、排長指揮班長、班長指揮士兵的例子就是三級串級。串級控制曾經是單回路PID后工業上第一種“先進過程控制”，現在串級已經用得很多了，也不再有人把它算入“先進過程控制”了。

小豬洗澡的時候，要是有幫手專門穩定熱水水溫，那洗澡就舒適多了

串級控制Zui主要的功用是抑制回路內的擾動，增強總體控制性能。不過串級也不能亂用。如果主回路和副回路的響應速度差不多，或者主回路的響應速度甚至慢于副回路（通過變態的調試是可以做到的），這樣的串級要出問題。這樣的失敗串級在理論上可以用共振頻率什么的分析，但是不用費那個事，用膝蓋想想就知道：一個急性子的頭兒把一個溫吞吞的下屬指揮得團團轉，結果只能是大家都精疲力竭，事情還辦砸了：相反，一個鎮定自若的頭兒指揮一個手腳麻利的下屬，那事情肯定辦得好。

要是干大事的人經常被次要事情打岔，弄一個小當差的負責搞定次要事情，那就只要指揮小當差，就可以不受次要事情的干擾，專注于主要目標了。這就是串級系統的思路

鎮定自若的班長指揮麻利的小兵，事情肯定辦得好；急性子的班長指揮溫吞吞的小兵，肯定大家一起團團轉

串級控制不光有上述顯性的，也就是有明確的主回路和副回路，還有隱性的。很多控制閥都有閥位控制器，控制系統指令35.6%開度的時候，閥位控制器實測實際閥位，用自帶的PID控制確保閥位果真在35.6%。這其實是一個隱性的副回路。通常閥位控制器的響應很快（為秒級），也就是說，幾秒鐘里甚至更快就會穩定在所需的閥位，但典型過程動態和閉環響應至少是分鐘級，甚至可以長達幾小時，這樣的隱性串級回路就沒有問題。但有時碰到特別大的閥門，比人還高，帶閥位控制器的響應也快不了，這時回路整定不當也會成為一個問題。尤其是高壓液相過程里用的特大閥門；為了避免泄漏，閥桿密封弄得很緊密，增加摩擦，進一步增加閥門的動作時間。但高壓液相過程的動態很快，這樣的組合容易造成控制問題。

與閥位控制器相似的還有變頻調速。交流電動機的轉速可以用過變頻來實現，改變轉速可以改變泵機或者風機的出力，流量控制回路直接驅動泵機轉速，溫度控制回路直接驅動風機轉速，這也是像閥位控制器一樣的主副回路的情況。