工程控制论的目的是把工程实践中所经常运用的设计原则和试验方法加以整理和总结,取其共性,提高成科学理论,使科学技术人员获得更广阔的眼界,用更系统的方法去观察技术问题,去指导千差万别的工程实践。工程控制论的研究对象和理论范畴在不断扩大。近20年来该学科的各个方面都有了很大的发展。到目前为止,它所包含的主要理论和方法有下列6个方面。系统辨识和信息处理由于工程控制论中所有的概念和方法都是建立在定量研究的基础之上,为了实现对工程系统的控制,精密地定量描述它的行为和结构就具有决定性的意义。找出能够完全描述系统状态的全体变量,区分为输入量、受控量和控制量等不同类别,把表现为机械的、电的、光的、声的各种物理信号形式的变量从各种随机因素和噪声中提取出来,确定各变量在各种不同条件下的变化规律,这就是系统辨识理论的任务。用滤波、预测、相关处理、逼近等方法从噪声中分离出具有本质意义的信息以及寻求各变量之间的相互关系,这是属于信息处理理论和方法的范畴。近年来发展起来的模式识别理论和方法能够对已经提取出来的物理信号进行更精细的分析,以便用机器手段去理解它的含义,并用文字或图形显示出来,为管理和操作人员提供准确的信息,这是信息处理理论的新成就。为了精细地描述受控客体的静态和动态特性,常用建立数学模型的方法。成功的数学模型能更深刻地、集中地和准确地定量反映受控系统的本质特征。借助于数学模型,工程设计者能清楚地看到控制变量与系统状态之间的关系,以及如何改变控制变量才能使系统的参数达到预期的状态,并且保持系统稳定可靠地运行。数学模型还能帮助人们与外界的有害干扰作斗争,指出排除这种干扰所必须采取的措施。根据具体受控工程的特点,可以用代数方程式、微分方程式、积分方程式、逻辑代数式、概率论和模糊数学等数学工具去建立数学模型。对复杂的系统常要用到由几种数学工具结合起来的混合模型去实现对工程系统的完全描述。这种根据实验数据用数学工具去抽象受控工程对象本质特征的原理和方法称为建模理论。欲使工程系统按希望的方式运行,完成预定的任务,应该正确地选择控制方式。几乎所有的工程系统都有共同的特性:为达到同一个目标,存在着许多控制策略。不同的控制策略所付出的代价也各异,例如能量消耗,所费时间的长短,材料、人力和资金的消耗等均不相同。研究如何以最小的代价达到控制的目的的原理和方法称为最优控制理论。寻求以最短时间达到控制目的的理论称为最速控制理论。线性规划、动态规划、极大值原理、最优化理论等都是经过实践证明具有严密结构的最优控制理论。为了解决最优控制的工程实现问题,科学家们又创造了很多适用于计算机程序的算法,称为最优化技术。