Derivační řízení reaguje na rychlost změny chyby. Pokud se chyba rychle zmenšuje, derivační akce snižuje regulační výstup. Pokud chyba roste, zvyšuje výstup. Jedná se o prediktivní člen. Předvídá, kam se chyba ubírá, a podle toho brzdí nebo sešlápne plyn.

V PID regulátoru je derivační člen D. Přidává tlumení. Bez něj systém s vysokým proporcionálním zesílením osciluje. S ním se systém rychleji ustálí a méně překmitne. Derivační člen se vypočítá ze sklonu křivky chyby v čase.

Proč pomáhá derivační řízení

• Snižuje překmit v regulaci polohy.
• Tlumí kmitání.
• Zlepšuje stabilitu v rychlých systémech.
• Reaguje dříve, než se chyba zvětší.
• Pro správnou funkci je potřeba čistá data ze senzorů.

Derivační řízení má slabinu: šum. Derivační signál se zesiluje díky diferenciaci. Roztřesený údaj ze senzoru vypadá jako rychle se měnící chyba a regulátor reaguje přehnaně. Inženýři filtrují derivační člen nebo používají na senzoru dolní propust. Některé systémy derivační řízení zcela vynechávají a spoléhají se na proporcionální a integrační působení. Ale pro systémy, které vyžadují rychlou a přesnou odezvu, jako jsou regulátory letu dronů nebo klouby robotického ramene, je derivační řízení těžké překonat. Je to rozdíl mezi systémem, který se kymácí až do zastavení, a systémem, který se klouže na místo.