当大系统处于不确定性环境中，决策制定和执行的即时性与长时间信息积累的需求之间存在矛盾。为解决这一问题，多层控制结构应运而生。这种结构将复杂决策拆分为一系列子决策，形成递阶决策过程（见图）。

首先，第Ⅰ层，即直接控制层，扮演着基础的角色。它由调节器和控制装置构成，执行来自第Ⅱ层的决策指令，直接对被控对象施加控制作用u，确保在T1时间内，过程的输出y能够达到期望值yd，以抵消快速扰动V1的影响。

第Ⅱ层是优化层，关注的是动态最优化。在设计时，只针对对性能影响最大的特定扰动V2进行考虑。尽管如此，它的数学模型参数仍由第Ⅲ层提供的环境参数θ决定。该层在T2（大于T1）的时间范围内，根据确定的模型计算出yd，作为第Ⅰ层的最优控制参数，以克服较快扰动的影响。由于其优化性能，这一层功能高于第Ⅰ层。

第Ⅲ层是自适应层，它负责长期适应环境变化。在T2时间内，它收集数据以确定新的环境参数θ，这些参数用于调整最优化层的目标函数、约束条件和模型参数，以适应缓慢的扰动变化，保持系统在最优状态运行，因此功能更强大。

如果需要根据大系统的整体任务和目标调整策略，应对慢扰动进行管理，那么可以引入第Ⅳ层，即自组织层。决策层次的确定通常基于系统的控制功能和决策性质的特性。