Нелинейное управление - развитие теории нелинейных систем и ее применение в задачах анализа и синтеза сложных динамических процесов. Исследования основаны на использовании дифференциально-геометрических методов, качественной теории устойчивости и метода согласованного управления многоканальными системами.

Адаптивные, робастные и самообучающиеся системы- направление связано с вопросами управления объектами с априорно неопределенными математическими моделями; исследования основаны на методах расширенной ошибки, попятного синтеза, нелинейно-робастного управления.

Обработка информации и системы телемеханики- анализ и проектирование логико-динамических систем на базе абстрактной теории информации; использование машинно-орикентированных методов для моделирования и реализации цифровых систем телемеханики; проектирование кодирующих и декодирующих систем для шумоподавления в процессах передачи информации.

Прикладные исследования сосредоточены на алгоритмах, прикладном программном обеспечении и методах машинного проектирования электромеханических объектов, роботов и мехатронных систем; прецизионных измерениях и обработке сигналов в оптических системах и адаптивной оптике.