自主控制是多学科的交集。人工智能、自动控制、运筹学和信息论是构成自主控制的基本学科和理论基础。

2000年开始，美国无人机路线图始终将自主控制技术定义为亟待发展的关键技术。从X-45A完成无人机在线航路重规划技术演示验证后，已经在无人机编队协同、对地攻击、空中加油、舰载起降等自主控制领域取得了巨大技术进展。

自主控制和自动控制最大的区别，在于自主控制具有决策能力。然而自动控制不具有决策能力，只能精确地按照程序执行任务。因此自主控制能够适应不确定性环境、任务或目标随机变化、少依赖甚至不依赖通过数据链传输的人的指令，并且具有人机交互、在线重规划和自学习的功能。

自主控制系统的分层递阶结构示意图

分层递阶结构是自主控制系统的基本结构框架。如上图所示。它由组织级、协调级和执行级组成。这种分层递阶结构自顶向下精确性逐级增加，而智能逐级减少。

组织级是系统的“大脑”，是人工智能起支配作用的基于知识的系统层，具有学习和决策能力。它根据长期存储的数据集合和随机输入的信息分析和辨识情况，规划并组织任务、规则和控制模式的序列。

协调级是中间层，由人工智能和运筹学共同作用。它接受组织级的指令，经过实时信息处理，产生一系列可供执行级执行的子任务序列。

执行级是系统的底层，具有较高的控制精度和较低的智能，由控制论起主要作用，直接控制局部过程并实现子任务目标。