五十年代末至六十年代初，郑维敏在自动调节系统及稳定性方面进行了一系列的相关学术研究。这些早期的学术研究从解决实际问题出发，进行理论方法的提炼与归纳，在当时为解决相关实际问题提供了重要的新思路。
1956年，郑维敏与钟士模、童诗白合作，完成了我国第一台“脉冲调节器”的研究与开发，并在此基础上发表了论文《电子式脉冲调节器》，这在当时具有相当高的学术水平。“电子脉冲调节器”的研究主要聚焦于不连续的调节系统。自动调节系统一般可分为两种：不连续的调节系统和连续的调节系统，前者的优点是构造简单，适宜于温度之类变化过程较慢、有时间滞后的调节对象。但在当时，由于不连续调节系统的理论落后于连续调节系统的理论，所以不连续调节系统并没有得到应有的推广。于是郑维敏、钟士模与童诗白就把目光锁定在不连续调节系统的研究上，他们用梯级拉氏转换法（1949年至1951年间由苏联科学家提出，是一种为简化计算而建立的实变量函数和复变量函数间的一种函数变换方法）建立与线性连续调节系统相对应的理论，从而开发出一种新型的电子脉冲调节器。电子脉冲调节器的研究是基于调节控制的理论思想之上的，其核心观点是：不连续调节系统中需具有一个脉冲元件，这个脉冲元件按照脉冲波形的性质可以分成三类：第一类—脉冲的高度与信号成正比，宽度不变；第二类—脉冲的宽度与信号成正比，高度不变；第三类—脉冲的高度与宽度皆不变。郑维敏等研究设计出的电子脉冲调节器属于第二类脉冲调节器，其输出波形高度不变，宽度与信号大小成正比，并且方向随信号极性而变，可以用来调节温度、压力、速度等。当时已有的第二类脉冲调节器多是机械式的，并且脉冲宽度与周期之比只能是某些特定的数值，而郑维敏等开发出第二类脉冲调节器是电子式的，它不仅构造简单，而且脉冲宽度与周期之比可以是0到1之间的任何连续值，周期也很容易根据需要进行改变。具有该调节器的系统能够最大限度地利用元件容量，并避免系统中的一些不必要的非线性作用。
1963年，郑维敏提出线性自动调节系统的一种综合方法，并发表论文《线性自动调节系统的一种综合方法》。所谓自动调节系统，即为在无人直接参加的情况下，利用调节装置使调节对象和过程自动地按预定规律变化的调节系统。而当系统的运动规律可以用线性微分方程或者线性差分方程描述时，这类系统则被称为线性自动调节系统。在当时线性自动调节系统的综合方法主要有频率法与零极点综合法两种，这两种方法都具有一定的局限性。频率法的步骤是根据品质指标确定希望的开环对数频率特性，然后与固有频率特性进行比较从而确定校正环节；对串联校正环节的综合，频率法是一种非常方便的方法，可是对并联校正环节的综合（尤其是多回路并联校正）有时就很不方便。零极点综合法的步骤则是根据品质指标确定闭环传递函数的零极点分布，然后再计算开环传递函数及校正环节，而从闭环传递函数求定开环传递函数及校正环节往往比较复杂。郑维敏提出的这种方法就是为了克服上述方法的局限性，他先根据保证稳定及品质的条件及实现的可能性，预先规定了典型的等值结构图以及等值校正环节的传递函数，然后再根据目标品质所要求的开环传递函数（或对数频率特性）或闭环传递函数，用简单的代数运算来确定校正环节的参数。通过推导和参数计算，郑维敏得出以下结论：所选校正方法不仅可以满足一般的品质要求，而且是提高动态品质的一种有效方法；校正环节的等值传递函数可以用串联，并联或串并联结合的校正环节来实现，所用校正环节也是比较简单的；参数计算只是根据典型形式进行简单的代数运算，是一种简明的工程计算方法。郑维敏提出的这种线性自动调节系统的综合方法克服了传统综合方法的局限性，具有较强的创新性与实用价值。
一般而言，对自动控制系统性能的基本要求可以归纳为三点：稳定性，准确性和快速性，而稳定性更是自动控制系统性能要求的重中之重。1964年，郑维敏针对某些电力拖动系统的并联稳定方法进行深入研究，并发表了论文《某些电力拖动系统的并联稳定方法》。他采用多回路的微分反馈方法，通过理论分析，从而证明他所提出的这种结构形式是一种使系统易于稳定的结构。郑维敏认为，在一个由许多惯性环节串联组成的自动调节系统中，为了使其易于稳定，在结构形式上所加的稳定环节要能充分保证系统的开环传递函数有左半平面的极点及零点，而且极点只比零点多一个或两个，他提出每隔一个或两个惯性环节即引入一个并联微分反馈则可以满足上述结构条件。之后郑维敏对此进行了原理上的证明以及参数的计算，对自己的推断进行了进一步验证，并完善了相关结论。他的这一研究为解决某些电力拖动系统的稳定性问题提供了一种新思路。
控制系统的校正旨在通过引入附加装置使控制系统的性能得到改善，按校正装置在控制系统中的连接方式，校正方式可分为串联校正和并联校正。如果校正装置和系统不可变动部分按串联方式相连接，即称为串联校正；如果校正装置连接在系统的一个反馈回路内，则称为并联校正或反馈校正。针对控制系统的校正问题，1965年，郑维敏和崔子行对随动系统的串并联校正进行了探讨与分析，并发表论文《自整角机一交磁机一直流电动机随动系统的串并联校正》。这篇论文是在《线性自动调节系统的一种综合方法》与《某些电力拖动系统的并联稳定方法》这两篇论文的基础上进行研究的，该论文的完成与我国第一台数控铣床的诞生密切相关。
我国第一台数控铣床于1958年在清华大学航空馆诞生，当时国家把代号为“101任务”的数控铣床研制项目交给清华大学，由清华大学电机系、机械系和自动控制系共同承担。不到一年的时间，完成了这台数控铣床的研制。当时这项研究工作属于国际前沿的项目，世界上也只有少数几个工业发达的国家成功试制过数控机床，其中美国历时四年，英国历时两年半。当时国内的科研条件和水平远远落后于美国等发达国家，加之发达国家对中国的技术封锁与信息封闭，没有可供参考的样机和较为完整的技术资料，很难借鉴到国外的先进技术经验，研制起来可谓困难重重，面对如此严峻的考验，清华大学师生勇挑重任接受了解决机床稳定性以及精度问题的艰巨任务，成功研制了我国第一台数控铣床。这台数控铣床的诞生，填补了中国在数控机床领域的空白，为中国机械工业开始高度自动化奠定了基础。
铣床虽然研制成功了，但要想投入生产使用，还要进行测试和相关实验来发现问题及解决问题。“数控101”铣床是三坐标铣床，它的计算机控制系统属于直线插补电子管系统，传动系统属于步进电机带动的电气随动系统。在实验过程中，大家发现数控机床面临的主要问题是随动系统的品质问题以及电子零部件焊接与装配的工艺问题。在郑维敏的指导下，研究人员以此为出发点。依托典型的等值结构图，推出了一种易于实现的串并联校正随动系统，这种系统由于事先已经确定校正网络的形式，因而可以把系统的设计简化为对参数的选择。他们通过理论分析证明该串并联校正系统具有良好的动态品质，并且实验结果也证明：按照他们提出的方法所设计的系统，能够成功解决数控机床随动系统的稳定性问题。这些研究为数控铣床正式投入生产及使用奠定了坚实的基础，随后郑维敏等将这些研究成果进行了整理，形成论文《自整角机—交磁机—直流电动机随动系统的串并联校正》，他结合实际，通过分析使数控铣床随动系统的动态快速性和精确性得到了有效提高；同时，他又通过实践提升理论，提炼出了串联校正设计方法和串并联校正等价关系及其实现方法的一种新的调节系统的综合方法。从实用的立场出发，郑维敏突破了传统理论的束缚，得出了一套既有理论根据又可以被一般技术人员理解的稳定及动态校正理论和方法。这在当时是具有重大意义的。
第一台数控机床取得实验成功后。进一步工作就是着手于将研究成果应用于生产，并努力推动数控机床从单件研制向小批量生产迈进。1965年，清华大学在“数控101”的基础上，与机床一厂合作为航空部生产了一台大型数控划线机，用以装备大型飞机制造工业；同年。成功研制我国第一台晶体管二次曲线插补数控机床（A105系统）；1971年又成功研制出我国第一台集成电路数控计算机（XK213）。清华大学的研究团队为数控机床在我国的发展做出了重要的贡献。郑维敏和他的同事、学生为攻克数控机床的稳定问题攻坚克难。自然功不可没。
不仅如此。郑维敏等人的科学研究还促进了教学内容的更新：充实了相关课程《数字电路基础》《课程设计》的内容；开设了新的课程如《数字控制》《数字系统专题课》。当时参与攻关数控机床的研究人员除了少数教师以外。主要由本科学生组成。他们在研究项目的过程中不怕吃苦。展现出了一种无畏的勇者精神。这与郑维敏等创建的“工业企业自动化”教研组对学生的用心培养是密不可分的。这些学生通过实践锻炼。树立了重视工艺、重视实践的思想。懂得了任何高精尖的成果都需要大量平凡的劳动者去实现的这一朴素道理。这也为他们日后在相关领域的建设发挥重要作用奠定了坚实的基础。
郑维敏当时能取得这些研究成果，自然与他始终坚持的自强不息、顽强拼搏的精神与严谨勤奋、求实创新的科学作风密不可分。郑维敏在解决数控机床稳定性问题的过程中，勤于思考、勇于实践；在解决“干扰问题”的过程中，坚持仔细观察、勤于思考，不放过每一个细微的异常。他在严谨的科学分析的基础上做试验，找规律，不惧失败，穷追不舍。他的这种持之以恒的精神，值得科研工作者认真学习、并传承发扬。
五十年代末至六十年代初，郑维敏在自动调节系统及稳定性方面进行了一系列的相关学术研究。这些早期的学术研究从解决实际问题出发，进行理论方法的提炼与归纳，在当时为解决相关实际问题提供了重要的新思路。
1956年，郑维敏与钟士模、童诗白合作，完成了我国第一台“脉冲调节器”的研究与开发，并在此基础上发表了论文《电子式脉冲调节器》，这在当时具有相当高的学术水平。“电子脉冲调节器”的研究主要聚焦于不连续的调节系统。自动调节系统一般可分为两种：不连续的调节系统和连续的调节系统，前者的优点是构造简单，适宜于温度之类变化过程较慢、有时间滞后的调节对象。但在当时，由于不连续调节系统的理论落后于连续调节系统的理论，所以不连续调节系统并没有得到应有的推广。于是郑维敏、钟士模与童诗白就把目光锁定在不连续调节系统的研究上，他们用梯级拉氏转换法（1949年至1951年间由苏联科学家提出，是一种为简化计算而建立的实变量函数和复变量函数间的一种函数变换方法）建立与线性连续调节系统相对应的理论，从而开发出一种新型的电子脉冲调节器。电子脉冲调节器的研究是基于调节控制的理论思想之上的，其核心观点是：不连续调节系统中需具有一个脉冲元件，这个脉冲元件按照脉冲波形的性质可以分成三类：第一类—脉冲的高度与信号成正比，宽度不变；第二类—脉冲的宽度与信号成正比，高度不变；第三类—脉冲的高度与宽度皆不变。郑维敏等研究设计出的电子脉冲调节器属于第二类脉冲调节器，其输出波形高度不变，宽度与信号大小成正比，并且方向随信号极性而变，可以用来调节温度、压力、速度等。当时已有的第二类脉冲调节器多是机械式的，并且脉冲宽度与周期之比只能是某些特定的数值，而郑维敏等开发出第二类脉冲调节器是电子式的，它不仅构造简单，而且脉冲宽度与周期之比可以是0到1之间的任何连续值，周期也很容易根据需要进行改变。具有该调节器的系统能够最大限度地利用元件容量，并避免系统中的一些不必要的非线性作用。
1963年，郑维敏提出线性自动调节系统的一种综合方法，并发表论文《线性自动调节系统的一种综合方法》。所谓自动调节系统，即为在无人直接参加的情况下，利用调节装置使调节对象和过程自动地按预定规律变化的调节系统。而当系统的运动规律可以用线性微分方程或者线性差分方程描述时，这类系统则被称为线性自动调节系统。在当时线性自动调节系统的综合方法主要有频率法与零极点综合法两种，这两种方法都具有一定的局限性。频率法的步骤是根据品质指标确定希望的开环对数频率特性，然后与固有频率特性进行比较从而确定校正环节；对串联校正环节的综合，频率法是一种非常方便的方法，可是对并联校正环节的综合（尤其是多回路并联校正）有时就很不方便。零极点综合法的步骤则是根据品质指标确定闭环传递函数的零极点分布，然后再计算开环传递函数及校正环节，而从闭环传递函数求定开环传递函数及校正环节往往比较复杂。郑维敏提出的这种方法就是为了克服上述方法的局限性，他先根据保证稳定及品质的条件及实现的可能性，预先规定了典型的等值结构图以及等值校正环节的传递函数，然后再根据目标品质所要求的开环传递函数（或对数频率特性）或闭环传递函数，用简单的代数运算来确定校正环节的参数。通过推导和参数计算，郑维敏得出以下结论：所选校正方法不仅可以满足一般的品质要求，而且是提高动态品质的一种有效方法；校正环节的等值传递函数可以用串联，并联或串并联结合的校正环节来实现，所用校正环节也是比较简单的；参数计算只是根据典型形式进行简单的代数运算，是一种简明的工程计算方法。郑维敏提出的这种线性自动调节系统的综合方法克服了传统综合方法的局限性，具有较强的创新性与实用价值。
一般而言，对自动控制系统性能的基本要求可以归纳为三点：稳定性，准确性和快速性，而稳定性更是自动控制系统性能要求的重中之重。1964年，郑维敏针对某些电力拖动系统的并联稳定方法进行深入研究，并发表了论文《某些电力拖动系统的并联稳定方法》。他采用多回路的微分反馈方法，通过理论分析，从而证明他所提出的这种结构形式是一种使系统易于稳定的结构。郑维敏认为，在一个由许多惯性环节串联组成的自动调节系统中，为了使其易于稳定，在结构形式上所加的稳定环节要能充分保证系统的开环传递函数有左半平面的极点及零点，而且极点只比零点多一个或两个，他提出每隔一个或两个惯性环节即引入一个并联微分反馈则可以满足上述结构条件。之后郑维敏对此进行了原理上的证明以及参数的计算，对自己的推断进行了进一步验证，并完善了相关结论。他的这一研究为解决某些电力拖动系统的稳定性问题提供了一种新思路。
控制系统的校正旨在通过引入附加装置使控制系统的性能得到改善，按校正装置在控制系统中的连接方式，校正方式可分为串联校正和并联校正。如果校正装置和系统不可变动部分按串联方式相连接，即称为串联校正；如果校正装置连接在系统的一个反馈回路内，则称为并联校正或反馈校正。针对控制系统的校正问题，1965年，郑维敏和崔子行对随动系统的串并联校正进行了探讨与分析，并发表论文《自整角机一交磁机一直流电动机随动系统的串并联校正》。这篇论文是在《线性自动调节系统的一种综合方法》与《某些电力拖动系统的并联稳定方法》这两篇论文的基础上进行研究的，该论文的完成与我国第一台数控铣床的诞生密切相关。
我国第一台数控铣床于1958年在清华大学航空馆诞生，当时国家把代号为“101任务”的数控铣床研制项目交给清华大学，由清华大学电机系、机械系和自动控制系共同承担。不到一年的时间，完成了这台数控铣床的研制。当时这项研究工作属于国际前沿的项目，世界上也只有少数几个工业发达的国家成功试制过数控机床，其中美国历时四年，英国历时两年半。当时国内的科研条件和水平远远落后于美国等发达国家，加之发达国家对中国的技术封锁与信息封闭，没有可供参考的样机和较为完整的技术资料，很难借鉴到国外的先进技术经验，研制起来可谓困难重重，面对如此严峻的考验，清华大学师生勇挑重任接受了解决机床稳定性以及精度问题的艰巨任务，成功研制了我国第一台数控铣床。这台数控铣床的诞生，填补了中国在数控机床领域的空白，为中国机械工业开始高度自动化奠定了基础。
铣床虽然研制成功了，但要想投入生产使用，还要进行测试和相关实验来发现问题及解决问题。“数控101”铣床是三坐标铣床，它的计算机控制系统属于直线插补电子管系统，传动系统属于步进电机带动的电气随动系统。在实验过程中，大家发现数控机床面临的主要问题是随动系统的品质问题以及电子零部件焊接与装配的工艺问题。在郑维敏的指导下，研究人员以此为出发点。依托典型的等值结构图，推出了一种易于实现的串并联校正随动系统，这种系统由于事先已经确定校正网络的形式，因而可以把系统的设计简化为对参数的选择。他们通过理论分析证明该串并联校正系统具有良好的动态品质，并且实验结果也证明：按照他们提出的方法所设计的系统，能够成功解决数控机床随动系统的稳定性问题。这些研究为数控铣床正式投入生产及使用奠定了坚实的基础，随后郑维敏等将这些研究成果进行了整理，形成论文《自整角机—交磁机—直流电动机随动系统的串并联校正》，他结合实际，通过分析使数控铣床随动系统的动态快速性和精确性得到了有效提高；同时，他又通过实践提升理论，提炼出了串联校正设计方法和串并联校正等价关系及其实现方法的一种新的调节系统的综合方法。从实用的立场出发，郑维敏突破了传统理论的束缚，得出了一套既有理论根据又可以被一般技术人员理解的稳定及动态校正理论和方法。这在当时是具有重大意义的。
第一台数控机床取得实验成功后。进一步工作就是着手于将研究成果应用于生产，并努力推动数控机床从单件研制向小批量生产迈进。1965年，清华大学在“数控101”的基础上，与机床一厂合作为航空部生产了一台大型数控划线机，用以装备大型飞机制造工业；同年。成功研制我国第一台晶体管二次曲线插补数控机床（A105系统）；1971年又成功研制出我国第一台集成电路数控计算机（XK213）。清华大学的研究团队为数控机床在我国的发展做出了重要的贡献。郑维敏和他的同事、学生为攻克数控机床的稳定问题攻坚克难。自然功不可没。
不仅如此。郑维敏等人的科学研究还促进了教学内容的更新：充实了相关课程《数字电路基础》《课程设计》的内容；开设了新的课程如《数字控制》《数字系统专题课》。当时参与攻关数控机床的研究人员除了少数教师以外。主要由本科学生组成。他们在研究项目的过程中不怕吃苦。展现出了一种无畏的勇者精神。这与郑维敏等创建的“工业企业自动化”教研组对学生的用心培养是密不可分的。这些学生通过实践锻炼。树立了重视工艺、重视实践的思想。懂得了任何高精尖的成果都需要大量平凡的劳动者去实现的这一朴素道理。这也为他们日后在相关领域的建设发挥重要作用奠定了坚实的基础。
郑维敏当时能取得这些研究成果，自然与他始终坚持的自强不息、顽强拼搏的精神与严谨勤奋、求实创新的科学作风密不可分。郑维敏在解决数控机床稳定性问题的过程中，勤于思考、勇于实践；在解决“干扰问题”的过程中，坚持仔细观察、勤于思考，不放过每一个细微的异常。他在严谨的科学分析的基础上做试验，找规律，不惧失败，穷追不舍。他的这种持之以恒的精神，值得科研工作者认真学习、并传承发扬。