К оптимальным системам относятся системы, в которых управляющее воздействие формируется из условия обеспечении экстремума выбранного критерия оптимальности и удовлетворения всех ограничений, накладываемых на управление и координаты объекта управления. В общем случае постановка задачи синтеза оптимального управления следующая:
требуется определить управляющее воздействие
и оптимальную траекторию
, обеспечивающих экстремум функционала
при переводе объекта из начального состояния
в конечное
,
если объект, а также элементы системы описываются дифференциальными уравнениями
,
, и на координаты объекта накладываются ограничения в виде:
,
;
,
.
В качестве критерия может быть использован минимум интегральной квадратичной ошибки
,
комбинированный критерий
, где
- весовые коэффициенты,
и т. д.






