Để giải quyết vấn đề cấp thiết nêu trên, luận án định hướng theo các nhóm nội dung học thuật trọng tâm sau đây:
1) Giảm thiểu ảnh hưởng của các đặc tính phi tuyến đến chất lượng của hệ thống bằng cách bù trừ phi tuyến.
Đối với các đặc tính phi tuyến tính của các phần tử như sensors, các bộ khuếch đại, cơ cấu chấp hành, … có thể sử dụng các phương pháp như: mở rộng vùng làm việc tuyến tính, bù trừ phi tuyến bằng các mối liên kết thẳng phi tuyến song song hoặc sử dụng phản hồi phi tuyến.
Đối với các đặc tính phi tuyến phức tạp, khi tính chất phi tuyến được biểu diễn bằng những hàm phi tuyến của nhiều biến trạng thái, đặc biệt là trường hợp hàm phi tuyến này là bất định, việc bù trừ ảnh hưởng của chúng đến chất lượng của hệ thống trở nên phức tạp và khó khăn hơn nhiều. Vấn đề giảm thiểu ảnh hưởng xấu của các đặc tính phi tuyến phức tạp kiểu đó cho đến nay vẫn chưa được giải quyết thỏa đáng. Hiện nay các phương pháp tổng hợp hệ thống có chứa các đặc tính phi tuyến phức tạp thuộc lớp nói trên chỉ đ m b o được cho hệ ổn định, còn các chỉ tiêu chất ượng khác của hệ thống còn bỏ ngỏ. Điển hình cho các phương pháp đó là phương pháp backstepping và các biến thể của nó. Vấn đề tổng hợp hệ thống điều khiển với các phi tuyến phức tạp, đảm bảo các yêu cầu cao về chất lượng đang là vấn đề thời sự và thực sự là cấp thiết. Luận án định hướng tập trung nghiên cứu xây dựng phương pháp tổng hợp hệ thống có chất lượng cao, bù trừ được ảnh hưởng của các phi tuyến cho một lớp rất rộng các hệ thống thường gặp trong thực tế.
2) Giảm thiểu tác động của nhiễu lên hệ thống, đặc biệt là các lớp nhiễu không đo được, đảm bảo chất lượng hệ thống tốt hơn.
3) Xây dựng phương pháp tổng hợp hệ điều khiển bám có các yếu tố phi tuyến phức tạp, bất định, đảm bảo cho hệ thống có chất lượng cao, có độ tác động nhanh tốt, có tính kháng nhiễu cao.
Trong phần tiếp theo ngay sau đây, chúng ta sẽ ướt qua các vấn đề của định hướng trên đây với tính chất tổng quan tóm tắt, nhằm đánh giá các phương pháp có iên quan hiện có, àm cơ sở cho nội dung phát triển trong chương sau.