控制科学与工程介绍

1、控制科学与工程是一门研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。它是20 世纪最重要的科学理论和成就之一， 它的各阶段的理论发展及技术进步都与生产和社会实践需求密切相关。 11 世纪我国北宋时代发明的水运仪象台就体现了闭环控制的思想。到 18 世纪，近代工业采用了蒸汽机调速器。但直到 20 世纪 20 年代逐步建立了以频域法为主的经典控制理论并在工业中获得成功应用，才开始形成一门新兴的学科控制科学与工程。此后，经典控制理论继续发展并在工业中获得了广泛的应用。在空间技术发展的推动下， 50 年代又出现了以状态空间法为主的现代控制理论， 并相继发展了若干相对独立的学科分支， 使本学科的理论和研究

2、方法更加丰富。 60 年代以来，随着计算机技术的发展，许多新方法和技术进入工程化、产品化阶段，显著加快了工业技术更新的步伐。在控制科学发展的过程中，模式识别和人工智能与控制相结合的研究变得更加活跃； 由于对大系统的研究和控制学科向社会、经济系统的渗透，形成了系统工程学科。特别是近20 年来，非线性及具有不确定性的复杂系统向“控制科学与工程”提出了新的挑战， 进一步促进了本学科的迅速发展。 目前，本学科的应用已经遍及工业、农业。交通、环境、军事、生物、医学、经济、金融、人口和社会各个领域，从日常生活到社会经济无不体现本学科的作用。控制科学以控制论、 信息论、 系统论为基础， 研究各领域内独立于具

3、体对象的共性问题，即为了实现某些目标， 应该如何描述与分析对象与环境信息， 采取何种控制与决策行为。 它对于各具体应用领域具有一般方法论的意义， 而与各领域具体问题的结合， 又形成了控制工程丰富多样的内容。 本学科的这一特点， 使它对相关学科的发展起到了有力的推动作用， 并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。 例如： 它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。 与社会学、 经济学的结合使研究的对象进入到社会系统和经济系统的范畴中。与生物学、 医学的结合更有力地推动了生物控制论的发展。同时，相邻学科如计算机、 通信、 微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展，

4、使本学科所涉及的研究领域不断扩大。本学科下设五个二级学科：控制理论与控制工程，检测技术与自动化装置，系统工程，模式识别与智能系统，导航、制导与控制。各二级学科的主要研究范畴及相互联系如下。以数学方法和计算“控制理论与控制工程”学科以工程领域内的控制系统为主要对象,机技术为主要工具，研究各种控制策略及控制系统的建模、分析、综合、设计和实现的理论、技术和方法。“检测技术与自动化装置”是研究被控对象的信息提取、转换、传递与处理的理论、 方法和技术的一门学科。它的理论基础涉及现代物理、控制理论、电子学、计算机科学和计量科学等，主要研究领域包括新的检测理论和方法，新型传感器，自动化仪表和自动检测系统，以

5、及它们的集成化、智能化和可靠性技术。“系统工程”是为了解决日益复杂的社会实践问题而形成的从整体出发合理组织、控制和管理各类系统的综合性的工程技术学科。系统工程以工业、农业、交通、军事、资源。环 境、经济、社会等领域中的各种复杂系统为主要对象，以系统科学、控制科学、信息科学和 应用数学为理论基础，以计算机技术为基本工具，以优化为主要目的，采用定量分析为主、 定性定量相结合的综合集成方法，研究解决带有一般性的系统分析、设计、控制和管理问题。“模式识别与智能系统”主要研究信息的采集、处理与特征提取，模式识别与分析，人工智能以及智能系统的设计。它的研究领域包括信号处理与分析，模式识别，图象处理与计算机

6、视觉，智能控制与智能机器人，智能信息处理，以及认知、自组织与学习理论等。“导航、制导与控制”是以数学、 力学、控制理论与工程、信息科学与技术、系统科学、 计算机技术、传感与测量技术、 建模与仿真技术为基础的综合性应用技术学科。该学科研究航空、航天、航海、陆行各类运动体的位置。方向、轨迹、姿态的检测、控制及其仿真，是 国防武器系统和民用运输系统的重要核心技术之一。自动控制已经成为高技术的重要组成部分。 当前，我国的经济建设正在蓬勃发展， 各行 各业的经济效益提高和技术的进步都与本学科密切相关。因此，加强本学科的建设，更多更好地培养本学科高层次综合型人才，是我国社会主义建设的迫切需要。控制理论与控

7、制工程一、学科概况本学科以工程领域内的控制系统为主要对象，以数学方法和计算机技术为主要工具，研究各种控制策略及控制系统的建模、分析、综合、设计和实现的理论、技术和方法。控制理随着控制理论的发展和技术水平的论是控制科学及其工程应用的重要基础和核心内容之一。提高， 控制工程也迅速拓宽领域，丰富内容， 并促进控制理论的研究不断扩展和深化。 控制理论及控制工程的应用基础是准确可靠的检测技术和自动化装置； 自动控制系统规模和应用范围的不断扩大， 促进了系统工程学科的迅速发展； 对难以用传统数学方法描述的控制问题、模式识别与智能系统的研究将发挥越来越重要的作用。二、培养目标本学科培养从事自动控制理论研究，

8、 工程及相关领域内各种控制技术与方法研究和控制系统开发与设计等方面的高级专门人才。1 博士学位应掌握坚实宽广的自动控制基础理论和系统深入的专门知识；了解本学科最新研究成果和发展趋势； 具有独立从事控制理论研究或解决重要工程控制问题的能力， 并在理论研究或系统分析与设计方面取得创造性成果； 至少掌握一门外国语， 能熟练地阅读本专业的外文资料，具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。2 硕士学位应掌握坚实的自动控制基础理论和系统的专门知识； 了解本学科最新研究成果；具有从事控制理论研究或解决实际工程控制问题的能力， 并在理论研究或系统设计中取得有意义的结果；能用一门外国语熟练阅读专业资料及撰写

9、科研论文。三、业务范围1 学科研究范围控制理论研究，如线性系统理论、非线性控制系统理论、离散事件动态系统与混杂系统理论、大系统理论、随机系统滤波与控制、分布参数系统控制、自适应控制、鲁棒控制、智能控制、最优控制、系统辨识与建模、故障诊断与容错控制、计算机辅助控制系统设计等；工程控制问题，如工业生产过程的建模与控制、 工厂综合自动化、先进生产机械的控制系统设计、 机器人控制、电气传动自动化、计算机仿真技术等；以及其它相关领域中的控制和自动化问题。2 课程设置矩阵论，泛函分析，线性系统理论，优化理论与最优控制，非线性控制系统理论，智能控制，自适应控制，鲁棒控制，系统辨识与建模，随机过程与随机控制，

10、离散事件系统理论，控制系统的计算机辅助设计与仿真，机器人控制等。四、主要相关学科模式识别与智能系统，检测技术与自动化装置，导航、制导与控制，系统工程，运筹学与控制论，系统分析与集成，机械制造及其自动化，机械电子工程，电力系统及其自动化， 农业电气化与自动化等。检测技术与自动化装置一、学科概况“检测技术与自动化装置”是运用现代物理。 控制理论、 电子学、 计算机科学和计量科学，研究被控对象的信息提取、转换、传送与处理的理论、方法和技术的一门学科，是“控制科学与工程”学科的重要组成部分。 检测技术研究如何将各种反映被测对象特性的参数按照一定的对应关系转换为易于传递的信号， 并提供给自动控制系统；

11、自动化装置涉及控制系统中的传感器、变送器、控制器、执行机构等，包括它们的集成化、智能化技术和可靠性技术。二、培养目标本学科培养从事各种检测技术与自动化装置的研究、 开发、 设计等方面工作的高级专门人才。1 博士学位应具有自动控制理论、电子技术、计算机技术、应用物理及计量科学等方面坚实宽广的理论基础和系统深入的本学科专门知识； 了解本学科现状及发展趋势； 能够运习先进的技术手段完成本学科领域内的理论研究或技术开发， 并取得创造性成果； 至少掌握一门外国语， 能熟练地阅读本专业的外文资料， 具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力；有严谨求实的科学作风；具有独立从事科学研究工作的能力。2 硕士学

12、位应具有自动控制理论。电子技术、计算机技术、应用物理及计量科学等方面坚实的理论基础和系统的本学科专门知识； 了解本学科的进展和研究动态； 能够进行本学科领域内的研究与开发工作；较为熟练地掌握一门外国语；具有严谨求实的科学作风。三、业务范围1 学科研究范围检测信号的获取和处理技术， 新的检测理论、 方法与技术的研究及其应用，新型传感器、 自动化仪表和自动检测系统的研究与集成， 仪表智能化技术， 可靠性与抗干扰技术，现场总线技术，先进控制理论在自动化装置中的实现与应用。2 课程设置矩阵分析，数学物理方程，误差分析，现代控制理论，近代物理基础，电磁场理论，检测理论，信号处理，传感器与自动检测技术，自

13、动测试与故障诊断技术，仪表智能化技术，仪表可靠性技术，工业计算机网络和集散控制系统，过程模型化与软测量技术等。四、主要相关学科控制理论与控制工程，模式识别与智能系统， 仪器科学与技术，电子科学与技术， 信号上信息处理，计算机应用技术。系统工程一、学科概况系统工程是为了解决日益复杂的社会实践问题而形成的从整体出发合理组织、 控制和管理各类系统的综合性的工程技术学科。 系统工程技术的出现， 大大提高了人类认识世界和改造世界的能力。随着社会的发展，它的作用将更加重要和突出。系统工程以工业、农业、交通、军事、资源、环境、经济、社会等领域中的各种复杂系统为主要对象，以系统科学、控制科学信息科学和应用数学

14、为理论基础，以计算机技术为基本工具，以优化为主要目的， 采用定量分析为主、 定性定量相结合的综合集成方法， 研究解决带有一般性的系统分析、 设计、控制和管理问题。系统工程与控制科学、管理科学、信息科学、经济学和计算机科学有密切的联系。二、培养目标本学科培养从事系统工程领域的研究、开发、设计等方面工作的高级专门人才。1 博士学位应具有系统科学、运筹学、控制论及信息论等方面坚实宽广的基础理论和系统深入的本学科专门知识； 有较强的计算机应用能力； 至少掌握一门外国语， 能熟练地阅读本专业的外文资料， 具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力； 对系统工程领域的一个研究方向的学科前沿状况有较深刻的了

15、解； 能运用系统工程理论和技术， 独立从事科学研究工作并取得有创造性的成果。2 硕士学位应具有坚实的系统工程基础理论和系统的专门知识； 有较强的计算机应付能力；掌握一门外国语， 能熟练阅读专业文献并撰写论文摘要； 具备运用系统工程理论和技术从事科学研究或实际工程工作的能力。三、业务范围1 学科研究范围系统工程理论与方法，大系统理论与方法，复杂系统行为分析，系统建模 与仿真，决策与决策支持系统，最优化理论与应用，人一机系统综合集成。2 课程设置数理统计及随机过程，矩阵论，最优化理论与方法，系统工程导论，系统工程方法论，管理信息系统与决策支持系统，信息工程，系统建模与仿真，现代控制理论基础，智能控

16、制，计算机网络理论与技术，复杂系统分析，经济系统分析（宏观和微观）等。四、主要相关学科系统科学， 控制理论与控制工程，管理科学与工程， 信息与通信工程， 计算机科学与技术，心理学，应用数学，应用经济学。模式识别与智能系统一、学科概况模式识别与智能系统是20 世纪 60 年代以来在信号处理、人工智能、控制论、计算机技术等学科基础上发展起来的新型学科。 该学科以各种传感器为信息源， 以信息处理与模式识别的理论技术为核心，以数学方法与计算机为主要工具，探索对各种媒体信息进行处理、分类、 理解并在此基础上构造具有某些智能特性的系统或装置的方法、 途径与实现， 以提高系统性能。 模式识别与智能系统是一门

17、理论与实际紧密结合， 具有广泛应用价值的控制科学与工程的重要学科分支。二、培养目标本学科培养从事模式识别与智能系统的研究、开发、设计等方面工作的高级专门人才。1 博士学位应具有模式识别、信息处理、人工智能与认知科学及有关数学领域坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识； 对于模式识别与智能系统主要前沿领域有深入了解； 能独立开展模式识别与智能系统中有关研究方向的专题研究工作，并取得具有创造性的研究成果；学风严谨； 至少掌握一门外国语，能熟练地阅读本专业的外文资料，具有一定的写作能力和进行国际学术交流的能力。2 硕士学位应具有坚实的模式识别与智能系统学科的基础理论和系统的专门知识；对于模式识别与智

18、能系统某一研究领域的进展和学术动态有较深的了解； 能够熟练利用计算机解决 本学科的有关问题； 具有从事模式识别与智能系统中的某一研究方向的科学研究或独立担负 专门技术工作的能力，并取得有意义的成果；较为熟练地掌握一门外国语。三、业务范围1 学科研究范围模式识别，图象处理与分析，计算机视觉，智能机器人，人工智能，计算智能，信号处理。2 课程设置随机过程与数理统计，矩阵论，优化理论，近世代数，数理逻辑，数字信号处理，图象处理与分析，模式识别，计算机视觉，人工智能，机器人学，计算智能，非线性理论（如分形、混沌等） ，控制理论，系统分析与决策，计算机网络理论等。四、主要相关学科控制理论与控制工程， 计

19、算机科学与技术， 信息与通信系统， 电子科学与技术， 生物学，心理学。导航、制导与控制一、学科概况导航、 制导与控制学科是以数学、 力学、 控制理论与工程、 信息科学与技术、 系统科学、计算机技术、 传感与测量技术、 建模与仿真技术为基础的综合性应用技术学科。 该学科研究航空、航天、航海、陆行各类运动体的位置、方向、轨迹、姿态的检测、控制及其仿真，是国防武器系统和民用运输系统的重要核心技术之一。 导航、 制导与控制的发展方向是数字化、综合化和智能化。二、培养目标本学科培养从事导航、 制导与控制系统的研究、 开发、 设计等方面工作的高级专门人才。1 博士学位具有坚实宽广的数学、力学、控制理论、信息科学、系统科学的理论基础，系统深入地掌握航空、航