Việc xác định cấu hình điều khiển và cấu trúc điều khiển là bước đầu tiên của thiết kế điều khiển phi tập trung. Thông thường điều khiển phi tập trung luôn
được thực hiện với hệ có ma trận vuông, tức số biến điều khiển bằng với số biến cần điều khiển. Xét hệ tổng quát có N biến điều khiển và M biến cần điều khiển thì sẽ xảy ra các trường hợp như sau:
Nếu N=M, ma trận hệ thống có dạng vuông, việc lựa chọn cặp vào-ra, cấu hình vòng điều khiển sẽ được xác định.
+ Với N=2 ta có 2!=2 cấu hình vòng khác nhau + Với N=3 ta có 3!=6 cấu hình vòng khác nhau + Với N=4 ta có 4!=24 cấu hình vòng khác nhau,…
Nếu N<M thì ta có r = M-N biến không thể điều khiển được. Khi đó, r biến được điều khiển này sẽ có mức ưu tiên thấp nhất và được rút ra khỏi danh sách mục tiên điều khiển hoặc mục tiêu được điều khiển theo sơ đồ quyền ưu tiên. Với các biến được điều khiển còn lại ta sẽ xác định được cấu trúc vòng điều khiển.
Nếu N>M ta cần phải chọn số lượng biến điều khiển thích hợp nhất để cặp với M biến được điều khiển, nghĩa là thiết kế cấu trúc điều khiển nhằm xác định ra cấu trúc tốt nhất, các biến còn lại r = N-M có thể sử dụng trong trường hợp khẩn cấp.
Một khi các biến điều khiển và các biến được điều khiển đã được xác định, việc tiếp theo là cần kết nối các biến trong vòng điều khiển để cặp được các cặp biến tốt nhất từ đó cho ra cấu hình điều khiển tốt. Thực tế, có nhiều phương pháp cũng như phương án để lựa chọn các cặp biến ở hệ thống đa biến, có thể kể đến như: phương pháp phân tích ma trận khuếch đại tương đối RGA, phương pháp giá trị suy biến SVD, phương pháp chỉ số Niederlinski,…