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控制（control）这个术语具有多重含义，且往往因学科领域的不同而不同。在本书中，我们将控制定义为在工程系统中对算法和反馈的使用。因此，以下这些例子都在控制的范畴之内，如电子学中放大器的反馈回路，化学过程和材料处理中的设定值控制器，飞行器上的“电传飞控”系统，甚至于互联网控制网络流量的路由器协议。正在兴起的应用领域则包括高可靠性的软件系统、自动驾驶汽车和自主式机器人、实时资源管理系统，以及生物工程系统等。从其核心来讲，控制是一门信息科学，它包括对模拟和数字形式的信息的利用。
现代控制器可测量系统的运行结果，将结果与期望行为相比较，并基于系统对外部输入响应的模型计算校正作用，然后驱动系统产生所需要的变化。由感测、计算和执行单元构成的基本 反馈环 （feedback loop）是控制的核心概念。设计控制逻辑的关键是确保闭环系统的动态特性是稳定的（即有限的干扰产生有限的误差），并满足其他需要的特性（良好的干扰衰减特性，对工作点变化的快速响应等）。使用各种建模与分析技术可以确定这些特性，获取系统的基本动态特性和行为，从而在系统中存在不确定性、噪声以及元件故障时进行调整和修正。
图1.4所示为一个典型的控制系统实例，包含了感测、计算和执行的基本模块。在现代控制系统中，计算通常由计算机完成，并用到A/D和D/A转换器。控制系统的不确定性主要表现为：感测和执行子系统中的噪声、影响系统基本性能的外部干扰、系统中不确定的动态特性（如参数误差、未建模效应等）。计算控制作用量（测量值的函数）的算法常称为控 制律 （control law）。操作人员向系统输入命令信号，可以从外部影响系统。这些命令信号可以是系统输出的参考值，也可以是控制系统需执行任务的更一般描述。
图1.4 计算机控制系统的组成。上部的虚线框表示过程的动态结构，它包括传感器、执行器以及系统。噪声和外部干扰会干扰过程的动态行为。下部的虚线框表示控制器。它包括滤波器、模数转换器（A/D）和数模转换器（D/A），以及用来实现控制算法的计算机。时钟控制着控制器的运行，并使A/D、D/A和计算过程同步。操作人员的输入作为外部输入，也被送入计算机
控制工程还会用到物理学（动态分析与建模）、计算机科学（信息与软件）以及数学算法研究（优化、随机理论和博弈理论）等这些学科的知识和工具，其中用得最多的就是物理系统建模，但它在内涵和方法上又跟这些学科有所不同。
面向控制的建模与其他学科中的建模的一个根本区别在于子系统间交互的表示方法。控制建立在一种输入/输出建模方法之上，运用该方法可多角度、更深刻地理解系统的行为，例如干扰的衰减和稳定的互连等。模型简化就是从一个高可信度的模型导出一个简化的（较低可信度的）动态描述。模型简化在输入/输出的框架下可以很自然地描述系统行为。在控制的范畴中，建模可使子系统间实现鲁棒的互连设计，这对于大型工程系统的运行来说，是至关重要的。
控制也同计算机科学紧密相关，实际上所有现代工程系统的控制算法都是通过软件实现的。因为控制系统的动态特性要求控制的算法和软件必须实时实现，使得控制算法及其实现软件跟传统的计算机软件有很大的不同。