由于基于计算机的离散控制器与连续的机械装置交互，有规律的数据采样与不规则的交互交错，因此复杂控制系统通常是异构的。这些异构成分对控制系统的设计施加了极大的影响，在端对端的控制系统建模和仿真中，从控制算法到软件、硬件的实现，常常丢失了模型和代码之间紧密的对应关系，放弃了软件的复用性，增加了软件设计的复杂度，产生的软件是弱化的，难于在不同的平台上应用。针对复杂控制系统的异构性，本文比较了基于模型的设计和基于平台的设计，分析了基于模型的硬件和软件设计的优越性，引入actor(角色)和计算模型的概念，提出了面向actor的系统设计方法，通过分离以数据为中心的计算组件和以控制流为中心的时序和调度机制解决异构问题。介绍了嵌入式软件常用的计算模型，使用形式化的计算模型去管理actor之间的交互，计算模型能分层异构地去管理异构成分，提高可理解性，获得actor和框架的可复用性。本文详细讲述了面向actor的软件设计方法，使用平台和有用的建模属性对控制系统进行分层异构，使actor定义语言和actor组成语言正交化，用多种计算模型使actot的设计具有高度的多态性，以适应异构系统的要求。这种方法是通过PtolemyⅡ软件环境实现的。作为一个例子，这种面向actor的设计方法应用到一个具有周期性的单摆运动系统的仿真设计中。将与平台无关的功能和时限从与平台相关的调度和通信事件中分离，且模式转换具有可预报性，其与平台无关性使得它有更好的实时性、可靠性及可复用性，使它特别适合有硬实时约束的复杂嵌入式异构系统的控制。