是一種數學和視覺方法，用于解決與設計復雜控制、信號處理和通信系統有關的問題。它被用于許多運動控制、工業設備、航空航天和汽車應用。基于模型的設計是一種應用于嵌入式軟件設計的方法。

基于模型的設計提供了一種有效的方法，在整個設計過程中建立一個通用的通信框架，同時支持開發周期（V-model）。在控制系統的基于模型的設計中，開發體現在這四個步驟中。

為工廠建模，分析和合成工廠的控制器，模擬工廠和控制器，通過部署控制器整合所有這些階段。 基于模型的設計與傳統的設計方法明顯不同。設計者可以使用基于模型的設計，而不是使用復雜的結構和大量的軟件代碼，而是使用連續時間和離散時間構建模塊來定義具有高級功能特性的工廠模型。這些與仿真工具一起使用的構建模型可以導致快速的原型設計、軟件測試和驗證。不僅測試和驗證過程得到加強，而且在某些情況下，硬件在環仿真可以與新的設計范式一起使用，對系統的動態影響進行測試，比傳統的設計方法更快、更有效。

早在20世紀20年代，工程的兩個方面，控制理論和控制系統，融合在一起，使大規模集成系統成為可能。在那些早期的日子里，控制系統在工業環境中被普遍使用。大型工藝設施開始使用工藝控制器來調節連續變量，如溫度、壓力和流速。建立在階梯狀網絡中的電氣繼電器是最早的離散控制設備之一，用于實現整個制造過程的自動化。

控制系統獲得了發展勢頭，主要是在汽車和航空航天領域。在20世紀50年代和60年代，對太空的推動產生了對嵌入式控制系統的興趣。工程師們建造了控制系統，如發動機控制單元和飛行模擬器，這些系統可以成為最終產品的一部分。到二十世紀末，嵌入式控制系統無處不在，因為即使是洗衣機和空調等主要家用電器也包含復雜和先進的控制算法，使它們更加智能化。

1969年，xxx批基于計算機的控制器問世。這些早期的可編程邏輯控制器（PLC）模仿了已經存在的離散控制技術的操作，這些技術使用過時的繼電器梯子。PC技術的出現給過程和離散控制市場帶來了巨大的轉變。裝有足夠硬件和軟件的現成臺式機可以運行整個過程單元，并執行復雜和既定的PID算法或作為分布式控制系統（DCS）工作。

基于模型的設計方法的主要步驟是。

工廠建模。工廠建模可以是數據驅動的或基于xxx原理的。數據驅動的工廠建模使用諸如系統識別等技術。通過系統識別，工廠模型是通過獲取和處理來自真實世界系統的原始數據，并選擇一種數學算法來識別一個數學模型。在用于設計基于模型的控制器之前，可以使用識別的模型進行各種分析和模擬。基于xxx原理的建模是基于創建一個框圖模型，實現支配植物動力學的已知微分代數方程。

基于xxx原理的建模的一種類型是物理建模，模型由代表實際工廠物理元素的連接塊組成。 控制器分析和合成。在步驟1中構想的數學模型被用來確定工廠模型的動態特性。然后可以根據這些特性合成控制器。 離線仿真和實時仿真。研究動態系統對復雜的、時間變化的輸入的時間響應。這是通過模擬一個簡單的LTI（線性時間不變）模型，或通過模擬一個帶有控制器的非線性工廠模型來實現的。仿真允許立即發現規格、要求和建模錯誤，而不是在設計工作的后期。實時仿真可以通過為步驟2中開發的控制器自動生成代碼來完成。這個代碼可以被部署到一個特殊的實時原型計算機上，該計算機可以運行代碼并控制工廠的運行。如果沒有工廠原型，或者在原型上的測試很危險或昂貴，可以從工廠模型中自動生成代碼。這段代碼可以被部署到工廠模型上。