上图是功频电液控制系统的基本工作原理图，当外界负荷增加时，汽轮机转速下降，测频单元感受转速变化，产生一个与转速偏差成比例的电压信号△Uf，输入到PID控制器，经PID运算后输入到电液转换器的感应线圈，当线圈的电磁力克服了弹簧的支持力后，使高压抗燃油（EH油）进入油动机底部油动机上行开大了调节阀门，增大了汽轮机的功率，与外界负荷变化相适应。汽轮机的功率增加后，测功元件感受到了这一变化，输出一负的电压信号△Up到PID控制器。如果△Up=△Uf，且两者的极性相反，其代数和为零，此时PID的输出不变，因此控制系统的一个过渡过程动作结束。当外界负荷减小时其控制过程与上述相反。
当新汽压力降低变化时，在同样阀门开度下汽轮机的功率减少，这时测功单元输出电压信号减小，因此在PID入口仍有正电压信号存在，使PID输出信号继续增加，经功放、电液转换器和油动机后又开大调节阀门，直到测功元件输出电压与给定电压完全抵消时，即使得PID的入口信号代数和为零时才停止动作。由此可见，采用了测功单元后可以消除新汽压力变化对功率的影响，从而保证了频率的偏差与功率变化之间的比例关系。即保证了一定的速度不等率，也就是保证了一次调频的能力不变。
利用测功单元和PID控制器的特性也可补偿功率滞后。当外界负荷增加时使汽轮机转速下降，测频单元输出正电压信号作用于PID控制器，经过一系列的作用开大调节阀门，首先使高压缸增加功率，但此时由于中压缸功率增加缓慢，使测功元件输出信号很小，不足以抵消测频单元输出的正电压信号，因此，高压调节阀门继续开大，即产生过开。这样高压缸因过开而产生的过剩功率刚好抵消了中压缸功率的滞后。当中低压缸功率滞后逐渐消失时，由于测功元件输出电压的作用又使高压调节阀门关小；当中低压功率滞后完全消失后，高压调节阀门开度又回到稳态设计值。此时控制系统动作结束了。