經(jīng)典控制理論中，并不考慮系統(tǒng)內(nèi)部的情況，其被當作一個黑匣子來對待，只關(guān)心輸入輸出。但在現(xiàn)代控制理論中，系統(tǒng)內(nèi)部的一些參數(shù)被用于系統(tǒng)的建模當中，這就是系統(tǒng)的狀態(tài)變量。

系統(tǒng)狀態(tài)變量并不是隨便取的，狀態(tài)變量的選取要求在得知狀態(tài)變量初值和隨后的控制值后，系統(tǒng)動態(tài)行為是可以完全表征的最小個數(shù)。它的個數(shù)取決于系統(tǒng)的物理模型（在電氣系統(tǒng)中等同于系統(tǒng)儲能元件個數(shù)），但是他的具體取的物理變量又是靈活的，既可以是電流又可以是電壓。

建立系統(tǒng)狀態(tài)空間表達式的方法共有三種。第一種是根據(jù)系統(tǒng)框圖來建立，如何確定狀態(tài)變量是關(guān)鍵。首先將系統(tǒng)框圖轉(zhuǎn)化為只含有比例、積分、和加法三個環(huán)節(jié)的框圖。其次根據(jù)每一個積分環(huán)節(jié)的輸出定義為一個狀態(tài)變量。

第二種方法為微分方程法，根據(jù)每一個狀態(tài)變量微分方程做拉普拉斯變換，寫成矩陣形式即可。

第三種方法是根據(jù)傳遞函數(shù)或者高階微分方程等這類只描述系統(tǒng)輸入輸出關(guān)系的外部描述方法來建立描述系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)空間表達式。（這一塊兒沒太聽懂，只有分子階數(shù)小于等于分母時才可以用這種方法？能控標準I型，能觀標準I型）