Grundlage einer jeden Analyse und Synthese eines Regelungssystems stellen mathematische Modelle dar. Dazu identifiziert ct.e das Systemverhalten anhand der physikalischen Elementarvorgänge und technischen Anlagedaten (theoretische Systemidentifikation) in Kombination mit einer messtechnischen Untersuchung des Übergangssverhaltens der interessierenden Systemgröße (experimentelle Systemidentifikation). Sodann wird das daraus abgeleitete mathematische Modell auf einem Digitalrechner in Form eines Algorithmus abgebildet. Dies erlaubt die Nachbildung (Simulation) des Systemverhaltens verschiedenartiger Betriebszustände und Situationen, die am realen Prozess nicht oder nur unter erheblichem Aufwand überprüft werden können.