阀位控制的基本思想：假设其他地方的变量可以在某个范围内变化或“浮动”,调整这个变量可以使主控制回路输出阀门位置移位而不影响主控制回路性能，这样就可以设计一个PID控制回路，使用这个自由变量来驱动阀门到所需的位置，这个移动必须非常缓慢，并且只影响稳定状态的条件，换句话说，主阀回路的阀门主要用于动态控制，而阀位控制则试图通过影响稳态阀位来减少能量损失或提高可控性。
在图1所示的控制系统中，如果只是简单地理解为小流量用小阀，大流量用大阀，则控制系统容易设计成分程控制或者两个流量控制回路。但是实际上这两种设计方案都是有问题的。分程控制很难实现全程流量的自动控制，这是常见的错误设计方案，在实际生产中不具有可行性。两个流量控制也没有充分发挥大小阀的作用。
图1 阀位控制系统
正确的阀位控制方案设计：小阀用来考虑控制系统的快速性和有效性，而大阀用来保证小阀始终可调节。简单说小阀是控制过程变量的有效手段，但是为了提高效益、降低成本或者保证控制手段有效性，需要维持小阀在适当开度。这就是阀位控制系统的主要目的。
大小阀阀位控制系统保证了小阀的可调范围，提供了小阀的灵敏度。当仅使用大阀进行控制时，控制性能无法满足高要求，当仅使用小阀进行控制时，小阀的调节范围无法满足大范围流量控制的要求。阀位控制系统还消除了分程控制的不连续性。
阀位控制系统一定要和另一个控制回路配合工作，这实际上是一种基于PID的优化策略。两个控制回路的PID参数因为耦合必须综合考虑。由于两个控制回路需要协调工作，所以两个控制回路的PID参数整定也要通盘考虑。通过使阀位控制系统比过程PID慢得多，可以最大程度地减少相互影响。
阀位控制系统的缓慢与以下概念一致：优化是逐步进行的，以最大程度地减少对控制回路的破坏，而与导致优化变化的变化(如日夜温度和原料成分通常较慢)基本一致。
图2在实现两个支路流量始终可控的前提下，可以通过把两个流量控制回路的PID控制器输出最大值作为阀位控制的过程变量实现协调优化控制。阀位控制回路在阀位太大导致流量控制可能失控时，会增加压缩机转速提高压缩机出口压力，然后两个流量增加，流量控制回路会减小调节阀开度，以保证流量控制回路可控。在阀位太小压缩机能耗可能太高时，会降低压缩机转速减小压缩机出口压力，然后两个流量减小，流量控制回路会增加调节阀开度同时降低压缩机能耗。这个控制方案可以保证支路流量始终可调而且压缩机能耗最优，当支路流量需要大幅度变化时特别有效。
图2 压缩机转速阀位控制保证流量可控
图3的中压蒸汽压力会首先使用减温减压阀进行快速控制，然后通过阀位控制调节透平在保证中压蒸汽精确控制的前提下进行优化节能。当中压蒸汽用量增加时中压蒸汽压力降低，压力控制回路首先打开减温减压阀以快速维持中压蒸汽稳定，当减温减压阀开度超过阀位控制设定值时，阀位控制器会缓慢开大到透平的蒸汽调节阀以更节能方式产生中压蒸汽，然后压力控制会减小减温减压阀的开度以维持中压蒸汽。反之亦然。
图3 蒸汽减压系统中压总管压力阀位控制
阀位控制的选择
阀位控制的本质是改变控制的自由度，通过“间接影响”实现多种控制手段分工合作的目标。有些控制方案中没有阀位出现但是体现了多种控制手段分工合作，也属于阀位控制的范畴。
首先，阀位控制涉及的工况是单一的，但存在多个相关的控制手段，且各手段之间存在某些冲突或者限制。看起来似乎存在多种要求，但仔细分析就会发现：尽管存在多种手段，但最终目标是统一的。
其次，阀位控制一定涉及了多个控制回路协调的问题，即有多个控制手段需要分工合作、共同完成任务，所以，需要进行多控制回路协调是选择阀位控制的充分条件。
最后，阀位控制一般会存在自由度(控制手段)不足或者过剩的问题。所以，解决自由度问题是阀位控制的必要条件。
调节余量的需求。例如常见的“大小阀控制”,使用两个调节阀(一大一小)来共同控制一个变量，大阀调节幅度大，用来满足定位要求；小阀精度高，用来满足控制精度的要求。乍一看，多了一个控制手段(自由度过剩)，但仔细分析会发现二者目标一致，又相互影响，需要配合(多变量协调)：为了保持足够的调节余量，小阀最好处于半开(开度50%)状态；而大阀的动作会直接影响小阀的开度，所以用小阀实际开度作控制目标，控制大阀，就可以将两个阀门的功能进行有效区分、组合。
特定工艺或安全要求。例如，发酵过程，容器内压力与流量的控制，要求压力尽量稳定，容器内气体必须流通(排气量有要求)。排气流量可以单回路自控，补气的调节阀不直接控制压力，而是以流量调节阀的开度为控制目标，就可以较好实现控制目的。此处需要注意与超驰控制及分程控制的区别。与超驰控制相比，多一个控制手段；与分程控制的区别在于最终目标不同(不是保证压力而是保证气体流通量)。
