На основе сказанного выше можно ввести в рассмотрение два ключевых понятия, связанных с проблемой синтеза регуляторов:
1. Эталонный оператор системы 
(эталонная передаточная функция) — это такой оператор, который обеспечивает заданное в известном смысле качество процессов управления.
Требования к системе определяются заданием эталонной ПФ (эталонной системы). Эталонная ПФ системы определяет качество системы, как в переходном, так и в установившемся режимах (в зависимости от постановки задачи).
Задачу синтеза регулятора в терминах эталонной системы можно, например, сформулировать так: если система с известной эталонной ПФ имеет следующие параметры, характеризующие качество управления:
1) нулевую установившуюся ошибку при подаче на вход сигнала вида 
2) перерегулирование 
% в системе не превышает 
%;
3) время переходного процесса 
не превышает 
4) максимальное ускорение выходной переменной при заданных условиях не превышает допустимого значения,
то задача синтеза состоит в нахождении такой передаточной функции регулятора 
которая при заданных ПФ функционально необходимых элементах обеспечила бы в общем случае приближённое равенство 
где 
— ПФ замкнутой системы с учетом 
2. Эталонный выходной сигнал 
при подаче на вход системы заданного 
воздействия. Полагается, что если система при подаче на её вход имеет реальный выходной сигнал 
близкий в известном смысле к эталону, например
то делается вывод, что система удовлетворяет ТТТ.
Для систем, работающих в переходном режиме, эталонный выходной сигнал может быть задан в виде переходной характеристики, определяемой параметрами: временем управления 
перерегулированием 
%, частотой колебаний 
n — числом колебаний и др. Часто 
— эталонная переходная характеристика задается в виде апериодического переходного процесса (рис. 3.3)
(3.7)
Рис. 3.3. Эталонный переходный процесс
Параметр 
характеризуется заданным временем 
. Поскольку представляет собой момент входа переходного процесса, например, в 5%-ую трубку относительно установившегося значения, то очевидно, что
(3.8)
откуда имеем
(3.9)
Эталонную переходную характеристику колебательного типа можно задать в форме
(3.10)
где 
— амплитуда желаемого процесса при 
— значение при 
(астатизм системы).
Если 
(астатизм первого порядка), то
(3.11)
Задаваясь параметрами и 
можно строить процессы разной длительности, колебательности, перерегулирования.
Кроме этого, могут задаваться ограничения на скорость и ускорение процессов на выходе, а также на управление 
Например, требования в отношении быстродействия должны учитывать мощность исполнительного элемента.
Можно привести одну из конкретных формулировок задачи синтеза в терминах эталонного выходного сигнала [2]: при заданной неизменяемой части системы найти структуру элементов 1 и 4 и рассчитать их параметры из условия наилучшего в известном смысле приближения реального процесса 
к эталонной переходной характеристике с заданными показателями качества — быстродействием, колебательностью и максимальным отклонением в переходном режиме, а также приближённом обеспечении заданной точности в стационарных режимах.
