سیستم اتوماتیک جوش قوس با پوشش گاز محافظ یکی از سیستم های پیچیده و پرکاربرد در صنعت است. مدل دینامیکی این فرایند از دهه های پیش جهت تحلیل و کنترل مورد مطالعه محققین قرار داشته است. در این رساله مدل دینامیکی این فرایند اصلاح می شود. معادله قوس، مقاومت الکتریکی قطره مذاب، میزان جدایش در پل اتصال کوتاه و مدل منبع تغذیه باز نگری شده اند. با اصلاحات انجام شده مدل به دست آمده با دقت بهتری رفتار فرایند را شبیه سازی می کند، و امکان تحلیل و پیش بینی بهتری از رفتار فرایند فراهم آمده است. در قدم بعدی بر مبنای مدل اصلاح شده و داده های تجربی، مدل ماتریس تبدیل خطی چهارورودی-چهار خروجی معرفی می شود. این مدل محلی بوده و جهت کنترل دقیق تر و موثرتر سیستم به کار می رود. این مدل تمام ورودی و خروجی های موثر در سیستم های اتوماتیک فعلی را در بر دارد و می تواند به صورت محلی در هر ناحیه دل خواهی از نقطه کار به دست بیاید. بنابراین مدل ماتریس تبدیل محلی در روش های کنترل تطبیقی چند مدله نیز قابل استفاده است. در گام بعدی روش کنترل فرکانس ریزش قطرات بر مبنای مدل محلی تعریف شده ارایه می شود. این روش قادر به کنترل و دنبال روی فرکانس جدایش به عنوان یک معیار کیفی مهم است. این روش بر مبنای تخمین فرکانس با استفاده از تبدیل زمان محدود فوریه بنا شده است. در این روش ضمن کنترل فرکانس جدایش بقیه معیارهای کیفی فرایند تثبیت می شوند. البته این روش تخمین نسبت به خطاها و اغتشاشات فرایند حساس است. در گام بعد استراتژی کنترل بر مبنای پیش بینی کننده اسمیث ارایه می شود. در این استراتژی داده های بلوک تخمین فرکانس با بلوک پیش بینی کننده فرکانس تلفیق شده و خطای تخمین فرکانس کم می شود. هم چنین علاوه بر دنبال روی فرکانس جدایش سه معیار کیفی دیگر یعنی گرمای ورودی، مساحت مذاب ریزی و نسبت ولتاژ قوس به جریان جوش کنترل و دنبال روی می شوند. روش های کنترلی مطرح شده بر روی سیستم اتوماتیک جوش لوله پیاده سازی شده و سودمندی آن ها نشان داده شده است.