Het menselijke cardiovasculaire systeem (CVS) en ademhalingssysteem (RS) werken samen om zuurstof (O2) en andere substraten die nodig zijn voor de stofwisseling aan te voeren en kooldioxide (CO2) af te voeren. Globale en lokale controlemechanismen werken in op het CVS om de bloedstroom naar de verschillende delen van het lichaam aan te passen. Dit beïnvloedt op zijn beurt de RS, aangezien de hoeveelheid O2 en CO2 die respectievelijk naar en uit de weefsels wordt getransporteerd, afhangt van de hartoutput en de bloedstroom in zowel de systemische als de pulmonaire circuits van de CVS. De lokale metabolische controle wordt beïnvloed door de lokale concentraties van bloedgassen die de systemische weerstand beïnvloeden, met vasoconstrictie/vasodilatatie tot gevolg. De uitwisseling van bloedgassen vereist dus een nauwe coördinatie tussen de bloedstroom en de ventilatie van de longen. In dit werk wordt een model van het cardiovasculair-respiratoir systeem (CVRS) beschouwd om een optimale controle te verkrijgen voor tijdsafhankelijke ergometrische belastingen door gebruik te maken van de Euler-Lagrange formulering van het optimale controleprobleem. De essentiële controles in het CVRS-model zijn variaties in de hartslag en alveolaire ventilatie waardoor het centrale zenuwstelsel de arteriële partiële druk van CO2 (Pa,CO2) beperkt tot 40 mmHg. Verder zijn straftermen in de kostenfunctie opgenomen om de metabolische behoefte aan O2 en de metabolische productie van CO2 af te stemmen op O2- en CO2-transport door het bloed.