(一)線性系統(tǒng)理論

線性系統(tǒng)理論是現(xiàn)代控制理論中很基礎(chǔ)的部分，也是比較成熟的部分。要分析系統(tǒng)的特性，首先要建立系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。在經(jīng)典控制理論中，用微分方程、傳遞函數(shù)和頻率特性來描述，而在這里用狀態(tài)方程來描述。狀態(tài)方程不僅描述了系統(tǒng)的輸入輸出關(guān)系，還描述了系統(tǒng)中一些狀態(tài)變量的時變關(guān)系。

(2)系統(tǒng)識別

這是現(xiàn)代控制理論的一個非常活躍的分支。

所謂系統(tǒng)辨識，就是通過觀察系統(tǒng)或過程的輸入輸出關(guān)系來確定其數(shù)學(xué)模型的方法。系統(tǒng)辨識理論不僅廣泛應(yīng)用于工業(yè)、國防、農(nóng)業(yè)、交通等工程控制系統(tǒng)，還應(yīng)用于計量經(jīng)濟(jì)學(xué)、社會學(xué)、生理學(xué)、生物醫(yī)學(xué)和生態(tài)學(xué)。

如人的表現(xiàn)、瞳孔和肌肉控制功能、人-機(jī)-環(huán)境系統(tǒng)中的新陳代謝和腦電波等，都得到了非常成功的模型。

(3)很優(yōu)控制

很優(yōu)控制是現(xiàn)代控制理論的重要組成部分。很優(yōu)控制問題是在已知系統(tǒng)的狀態(tài)方程、初始條件和某些約束條件下，尋求一個很優(yōu)控制向量，使系統(tǒng)的狀態(tài)或輸出滿足某種很優(yōu)準(zhǔn)則或某種指標(biāo)泛函在控制向量的作用下達(dá)到很優(yōu)值。

(4)很優(yōu)估計

很優(yōu)化也是現(xiàn)代控制理論的一個重要分支。在通信工程中，接收信號總是由有用信號和干擾噪聲組成。