制御とは，「動的システムの挙動を，目標とする状態に近づける作用のこと」を言います．たとえば上のイラストでは，猫たちがスイカを落とさないように地面からある一定の高さを保つようにしながら運んでいます．この場合，猫たちに支えられているスイカが動的システム，地面からの高さが目標とする状態，スイカを目標の高さに保とうとする猫たちの動きが制御に相当します．
動的システムとは
のことを指します．制御したい対象はほぼすべて動的システムです．たとえばロボット，工作機械，自動車，石油化学プラントなどはどれも動的システムです．
この動画では，動的システムであるピンポン玉の位置を，アームの中心付近に留めるように，アームの角度を調整しながら制御しています．なお，この装置は千葉大学・平田光男先生の著書『【第2版】ArduinoとMATLABで制御系設計をはじめよう！』（ISBN978-4-9910887-1-1）の実験キット（TechShare製TSI-S001）です．
また，この動画では，水平なアームを回転させることで，アーム先端に取り付けた振子が倒れないように制御しています．このような装置を回転型倒立振子と呼びます．動画の最後では制御することを止めているため，振子が倒れます．このことからわかるように，制御をおこなわなければ，わずかな角度の傾きが生じただけで振子はすぐに倒れてしまいます．
制御されるものを「制御対象」，制御対象を駆動するものを「アクチュエータ」，制御対象の出力など，制御に必要な情報を計測するものを「センサ」，アクチュエータに適切な指令を出して制御対象を目標とする状態に修正するものを「コントローラ」と言います．これらの関係を図であらわすと次のようになります．
コントローラは，制御対象の出力と目標値をリアルタイムに比較して，そのずれ（偏差）が少なくなるような指令値（制御入力）を計算し，アクチュエータに指示を出します．このように，制御対象の出力信号を制御入力の計算側に戻すことを「信号のフィードバック」と呼びます．フィードバックをおこなう制御方式を「フィードバック制御」といいます．ほとんどの場合，制御系ではフィードバック制御が使われています．
本研究室では主に，線形制御系の設計とそのメカトロニクス制御への応用に関する研究をおこなっています．広い意味では，制御系の設計とは要求される仕様を満足するように，制御系の構成要素（ハードウェア），コントローラおよび制御系構造を決める作業を指しますが，このうち本研究室では，コントローラを決める作業（狭い意味での設計）に関する研究をおこなっています．