单回路PID控制针对只有一个被控变量和一个操纵变量的基础控制问题。实际工业系统中，可能有多个被控变量和多个操纵变量的多变量控制问题。
真正的多变量控制问题具有不可分的特性，必须同时使用多个操纵变量对多个被控变量同时进行控制。
有的多变量控制，可以通过变量配对的形式，简化为多个有互相影响的形式上的单回路控制。实际工业过程中，真正的单变量控制是比较少见的，但是也不影响使用单回路进行控制。
也有一部分多变量控制问题，经过拆分简化后，会形成一些一个被控变量多个操纵变量、或者多个被控变量一个操纵变量的，简单多变量控制问题。用PID实现简单多变量控制的常用控制策略包括：超驰控制、分程控制、阀位控制等。这是一大类所谓的基于PID的复杂控制。
当一个被控变量和一个操纵变量的单回路PID的控制性能不能满足要求时，也常用前馈控制或/和串级控制的控制性能改进。前馈控制、串级控制、比值控制是常见的控制性能增强的基于PID复杂控制。
实际上当两个单回路控制之间直接互相影响时，如果利用这种影响关系就构成了嵌套控制，如果减弱这种影响关键就构成了解耦控制。当有一个被控变量和两个操纵变量时，不同设定值的两个单回路组成的分级控制其实也是一种复杂控制。
所以，我现在的观点。对一个控制回路的过程变量、设定值、控制参数、输出等设置时，必须综合考虑其他因素时，则这个控制回路就是复杂控制。选择控制、组合PV等都属于对过程变量的处理、前馈控制、超驰控制、分程控制都属于对控制器输出的设置，分级控制是考虑不同设定值设置，阀位控制、嵌套控制、解耦控制则是两个形式上单回路但是PID参数整定时需要互相考虑的情况。
Sigurd教授在2023年''Advanced control using decomposition and simple elements''中，给出了一个复杂控制的定义，这个定义也比传统的复杂控制也更宽泛。但是他的定义里没有介绍整定参数时利用耦合的嵌套控制和使用不同Lambda实现的解耦控制。
