Помогите разобраться, откуда для системы (7) возникает контроллер (8)?
Из принципа максимума Понтрягина. Конкретно эта задача разобрана, например, в А.Г. Сухарев, А.В. Тимохов, В.В. Федоров. Курс методов оптимизации: Учеб. пособие. -- 2 изд., -- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008 на стр. 350 (Примеры применения принципа максимума).