Essa linha trata da pesquisa, do estudo e da validação (por meio de simulações ou a partir de implementações práticas) de sínteses de controle nos domínios do tempo e da frequência. Envolve estudos em controle robusto, ótimo, adaptativo, não-linear e de técnicas inteligentes de controle, bem como o controle de sistemas lineares variantes no tempo. Realizam-se ainda, estudos na área de identificação e otimização de sistemas físicos, modelagem e aplicações de técnicas de controle clássico e moderno, assim como pesquisas relacionadas ao controle e verificação de Sistemas a Eventos Discretos e Sistemas Híbridos, com aplicações voltadas para sistemas eletrônicos de defesa. O foco em sistemas elétricos de potência ocorre por meio de pesquisas que englobam, mas não se restringem à modelagem, análise, planejamento da operação, proteção e qualidade de energia elétrica. Tem por objetivo principal a formação de recursos humanos e a geração de conhecimento nos temas descritos a seguir: 

a) Controle Supervisório de Sistemas a Eventos Discretos (SEDs): Sistemas de Controle Hierárquico; Controle de SEDs Temporizados; Controle Tolerante a Falhas; Model Checking; Aplicações na Indústria 4.0: Smart Factories, Sistemas Ciberfísicos, Internet das Coisas e Segurança Cibernética.

b) Modelagem, Identificação e Otimização de Sistemas Dinâmicos: Modelagem de Sistemas visando a aplicação de Técnicas de Controle Moderno; Identificação de Sistemas por Métodos no Domínio da Frequência; Identificação de Sistemas por Métodos no Domínio do Tempo; Métodos de Redução de Ordem de Modelos; Simulação de Sistemas Dinâmicos.

c) Controle Ótimo e Moderno: Controle Ótimo; Controle Robusto a Incertezas Estruturadas e Não-Estruturadas; Controle Robusto Paramétrico com Base na Qualidade da Identificação Bayesiana; Controle Linear a Parâmetros Variáveis; Integral Quadratic Constraints (IQC) - teoria e aplicações.

d)  Modelagem, Análise e Controle de Sistemas Elétricos de Potência: Modelagem e Identificação de Sistemas; Análise e Controle a Pequenos Sinais; Estabilidade de Tensão; Detecção de Distúrbios Causados por Ataques Cibernéticos; Operação em Tempo Real e Planejamento da Operação; Dinâmica, Proteção e Controle; Qualidade de Energia Elétrica; Desempenho de equipamentos.

a)  Processamento de Sinais Acústicos: Métodos de realce de sinais robustos a ruídos acústicos urbanos;  Máscaras acústicas para aprimoramento de inteligibilidade auditiva; Processamento de interferências acústicas (reverberação, ruído); Ambientes acusticamente sensíveis; Audição Robótica; Tratamento acústico de ego-interferências: robôs e drones; Inteligibilidade acústica; Seleção de sensores acústicos para aprimoramento de audição assistida; Auto Localização e Mapeamento (SLAM) com sensores acústicos; Classificação de ambientes acústicos urbanos com aprendizados (​com IA/Redes Neurais​); Identificação e autenticação de indivíduos pelo sinal de voz (patente concedida); Localização de fontes sonoras em espaço urbano robusto a ruídos; Filtros tempo-frequência adaptativos para representação auditiva; Identificação acústica de estados emocionais; Classificação​ com aprendizado​ estocástico e não supervisionado de ​sinais ​acústicos​ e imagens​ (áudio visual).

b) Processamento Digital de Imagem: Processamento de Imagens; Streaming de Vídeo.

c) Processamento Digital de Sinais, Teoria e Aplicações: Filtragem adaptativa; Processamento de sinais em arranjo de sensores; Processamento de sinais em sub-bandas; Processamento de sinais em grafos.

d) Processamento de nuvens de pontos 3D: Registro de nuvens de pontos LiDAR; Mapeamento indoor usando dados RGB-D; Aprendizado não supervisionado em nuvens de pontos 3D.

e) Processamento de sinais GNSS: Posicionamento por Ponto Preciso em Tempo Real (Real Time Precise Point Positioning); Filtragem de Kalman para navegação por GNSS; Modelos Estocásticos para mitigação de erros nos sinais; Modelagem de efeitos atmosféricos (Ionosfera e Troposfera) em sinais; Análise de séries temporais de coordenadas de estações GNSS.

f) Reconhecimento de padrões em imagens e sinais acústicos: Métodos de aprendizado profundo para detecção de objetos, segmentação semântica e segmentação de instâncias em imagens; Redes neurais convolucionais para reconhecimento de padrões em sinais acústicos; Aprendizado não supervisionado em imagens e sinais acústicos; Processamento e análise de imagens hiperespectrais;

g) Sistemas Autônomos e Inteligentes de Robótica: Framework multiagentes para um enxame de drones heterogêneos; Aprendizado profundo para um sistema de robôs móveis em tarefas competitivas (Futebol de robôs); Sistemas embarcados críticos para soluções de problemas em tempo real; Técnicas de SLAM (Auto localização e Mapeamento Simultâneos) para a navegação autônoma em plataformas terrestres móveis; Prototipagem/desenvolvimento de veículos aéreos não tripulados; Aprendizado de máquina para a caminhada de robôs humanoides; Algoritmos meta-heurísticos para aplicações de enxames de drones para cidades inteligentes; Desenvolvimento de Flying Ad-hoc Networks (FANETs) para a comunicação em um enxame de drones; Aprendizado profundo para a reconstrução 3D com imagens de múltiplos drones.

a)  Dispositivos e Sistemas Ópticos: Análise de Dispositivos para Comunicações e Sensores Ópticos; Dispositivos Ópticos Integrados; Modelagem, Simulação e Desenvolvimento de Sistemas com Óptica no Espaço Livre (FSO); Modelagem, Simulação e Desenvolvimento de Sensores Ópticos; Projeto e Caracterização de Sensores Ópticos.

b) Sistemas Radar: Modelagem e simulação de transmissores e receptores radar; Avaliação de desempenho de algoritmos de detecção e estimação de características de objetos refletores; Caracterização de seção reta radar de alvos distribuídos; Caracterização de assinaturas; Microdoppler de alvos distribuídos; Análise de técnicas de interceptação e de despistamento de formas de onda radar;  Projeto de sistemas radar phased array; Radares passivos; Projeto e análise de formas de onda radar; Joint Communication and Sensing;

c) Sistemas e Técnicas de Transmissão Digital: Avaliação de desempenho de sistemas de comunicações; Modelagem e simulação de canais em nível físico e de enlace;  Modulação e equalização para canais com desvanecimento; Transmissão multi-portadora: OFDM e variantes; Sistemas rádio cognitivos.

d) Teoria Eletromagnética, Micro-ondas, Propagação de Ondas, Antenas e Sistemas de Telecomunicações: Antenas e canal de radiopropagação; Circuitos de RF e micro-ondas; Compatibilidade eletromagnética; Dimensionamento de sistemas de rádio; Medidas de propriedades dielétricas de materiais.