控制科学与工程概要

1、控制科学与工程0811（一级学科：控制科学与工程）控制科学与工程学科具有博士学位授予权并设博士后流动站，在2002年全国一级学科评估中综合排名第9(其中科学研究单项排名第4)。下设“控制理论与控制工程（081101）”、“检测技术与自动化装置（081102）”、“系统工程（081103）”、“模式识别与智能系统（081104）”、“导航、制导与控制（081105）” 五个二级学科，其中“控制理论与控制工程”是国家级重点学科，“模式识别与智能系统”是北京市和部委级重点学科，“导航、制导与控制”和“检测技术与自动化装置”是部委级重点学科。控制科学与工程是研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科

2、。控制科学以控制论、系统论、信息论为基础，研究各应用领域内的共性问题，即为了实现控制目标，应如何建立系统的模型，分析其内部与环境信息，采取何种控制与决策行为；而与各应用领域的密切结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。本学科点在理论研究与工程实践相结合、学科交叉和军民结合等方面具有明显的特色与优势，对我国国民经济发展和国家安全发挥了重大作用。主要研究方向有：1控制理论与控制工程：复杂系统的建模、控制、优化、决策与仿真；鲁棒控制与非线性控制；工程系统的综合控制与优化；运动控制系统设计与分析；先进控制理论与方法。2模式识别与智能系统：智能控制与智能系统；专家系统与智能决策；模式识别理论与应用；智能信

3、息处理与计算机视觉；生物信息学。3导航、制导与控制：惯性定位导航技术；组合导航及智能导航技术；飞行器制导、控制与仿真技术；惯性器件及系统测试技术；火力控制技术。 4检测技术与自动化装置：先进传感与检测技术；新型执行机构与自动化装置；智能仪表及控制器；测控系统集成与网络化；测控系统的故障诊断与容错技术。5系统工程：系统工程理论及应用；系统分析、设计与集成；系统预测、决策、仿真与性能评估；网络信息技术、火控与指控系统技术；复杂系统信息处理、控制与应用技术。一、培养目标在“控制科学与工程”学科上掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识，具有独立从事科学研究工作的能力，并在科学或专门技术上做出创造性

4、的成果。能够胜任本学科领域的教学、科研和管理等工作。二、课程设置1硕士起点博士生课程类别课程编号课程名称课内学时学分开课学期考核方式备注学位课课11-000001-01-09科学技术与社会5421、2考试11-000002-0*-09外语5421、2考试11-081100-01-01控制科学进展3621考试11-081100-02-01控制科学实践3622考试11-081100-03-01自动控制中的泛函分析5431考试11-081100-04-01鲁棒控制3622考试任选两门11-081100-05-01非线性控制系统3622考试11-081100-06-01分布式控制系统3622考试11-

5、081100-07-01现代检测理论与技术3622考试11-081100-08-01系统工程的优化方法3622考试11-081100-09-02建模方法学与模型验证3622考试11-081100-10-01复杂系统理论及其应用3622考试11-081100-11-01智能自动化3621考试11-081100-12-01模式识别导论3622考试11-081100-13-02神经网络导论3622考试11-081100-14-01现代导航系统理论与设计方法3622考试11-081100-15-01新型惯性器件理论及应用3622考试选修课课10-081100-01-01多层递阶控制系统分析3622考试

6、任选一门10-081100-02-01离散事件系统理论及应用3622考试10-081100-03-01现代检测技术与自动化装置专题3622考试10-081100-04-01智能仪表系统通讯技术3622考试10-081100-05-01网络信息系统安全与加密技术3622考试10-081100-06-02制导系统的现代设计方法3622考试10-081100-07-02拟实系统理论与设计方法3622考试10-081100-08-01现代火控系统原理与设计3622考试10-081100-09-01智能车辆技术专题3622考试注：补修课程为矩阵分析、线性系统理论；转专业学生必修；不计学分。2本科起点博士

7、生课程类别课程编号课程名称课内学时学分开课学期考核方式备注学位课课21-000002-0*-09外语54+5421、2考试21-000001-01-09科学技术哲学5421、2考试21-081100-01-01系统与控制理论中的线性代数5431考试21-081100-02-01线性系统理论5432考试11-000002-0*-09外语5421、2考试11-000001-01-09科学技术与社会5421、2考试11-081100-01-01控制科学进展3621考试11-081100-02-01控制科学实践3622考试11-081100-03-01自动控制中的泛函分析5431考试21-000003

8、-06-07应用泛函分析5431考试任选一门21-000003-01-07数值分析3621考试21-000003-05-07数理统计3621考试21-081100-03-01随机过程理论及应用5431考试21-081100-04-01运筹学5432考试类别课程编号课程名称课内学时学分开课学期考核方式备注突学位课21-081100-05-01高等自动控制系统实验3622考试任选二门21-081100-06-01最优控制5432考试21-081100-07-01系统辨识5432考试21-081100-09-01现代传感与检测技术5432考试21-081100-11-01计算智能3621考试21-0

9、81100-12-01系统工程原理3621考试21-081100-13-01模式识别原理3622考试21-081100-15-01智能控制5431考试21-081100-16-01导航系统3622考试21-081100-17-02运动体控制与制导系统5432考试11-081100-04-01鲁棒控制3622考试任选两门11-081100-05-01非线性控制系统3622考试11-081100-06-01分布式控制系统3622考试11-081100-07-01现代检测理论与技术3622考试11-081100-08-01系统工程的优化方法3622考试11-081100-09-02建模方法学与模型验

10、证3622考试11-081100-10-01复杂系统理论及其应用3622考试11-081100-11-01智能自动化3621考试11-081100-12-01模式识别导论3622考试11-081100-13-02神经网络导论3622考试11-081100-14-01现代导航系统理论与设计方法3622考试11-081100-15-01新型惯性器件理论及应用3622考试选修课20-081100-01-01鲁棒控制导论3622考试任选一门20-081100-02-01计算机控制系统5431考试20-081100-03-01非线性系统分析3622考试20-081100-04-01分布式计算机控制362

11、2考试20-081100-12-01故障诊断与容错技术3622考试20-081100-14-05智能仪器仪表设计3622考试20-081100-16-01现代控制理论5432考试20-081100-17-01大系统理论及其应用5431考试20-081100-20-02飞行系统分析与设计5432考试20-081100-26-01决策与决策支持系统3621考试20-081100-27-02智能信息处理3622考试20-081100-28-01生物信息学3622考试20-081100-30-02系统建模与仿真3622考试20-081100-35-01惯性器件测试与建模3622考试10-081100-

12、01-01多层递阶控制系统分析3622考试任选一门10-081100-02-01离散事件系统理论及应用3622考试10-081100-03-01现代检测技术与自动化装置专题3622考试10-081100-04-01智能仪表系统通讯技术3622考试10-081100-05-01网络信息系统安全与加密技术3622考试10-081100-06-02制导系统的现代设计方法3622考试10-081100-07-02拟实系统理论与设计方法3622考试10-081100-08-01现代火控系统原理与设计3622考试10-081100-09-01智能车辆技术专题3622考试注：补修课程为自动控制理论、电子技术

13、基础；转专业学生必修；不计学分。三、必修环节1文献综述报告（1学分）：博士研究生的文献阅读要结合课程研究的相关领域进行，文献综述报告的参考文献应不少于50篇，其中外文文献不少于20篇。文献综述报告要反映国内外相关领域的研究历史、现状和发展趋势，不少于7000汉字。2学术活动（1学分）：在学期间至少应参加8次以上学术活动（含现代数学系列讲座、跨学科或校外的学术活动4次），其中本人进行正规性的学术报告2次以上。每次学术活动要有500字左右的总结报告，注明参加学术活动的时间、地点、报告人、学术报告题目，简述内容并阐明自己对相关问题的学术观点或看法。3专业外语（1学分）：硕士起点博士不作此项要求）：使

14、研究生了解、熟悉外语论文的写作及如何在国际会议发表论文和进行学术报告。由指导教师负责指导研究生选读和笔译相关专业外文文献，学院组织考试。4实践环节：博士研究生完成至少36学时的教学实践。教学实践包括授课、答疑和指导学生实验等，教学对象为本科以上学生。四、科学研究与学位论文1学位论文选题和开题报告：论文选题应根据当前国内外在本学科方向科学技术的发展水平和趋势进行，选题涉及基础理论的研究内容应紧跟国际发展前沿，具有较高的理论价值和创新性，一般应有相应的实验数据支持；选题涉及工程应用的研究内容应具有明显的工程实用价值，技术上具有国内先进性，至少要经过初步的实践检验。2发表论文：应满足校学位评定委员会

15、的要求。3学位论文：博士学位论文应在相关研究领域内的科学或专门技术上取得创造性成果，论文可用中文撰写，附英文摘要或用英文撰写附中文摘要。论文应符合有关规范并经导师审阅通过后，按规定申请论文答辩。五、课程简介11-081100-01-01控制科学进展2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：线性系统理论，矩阵分析，应用泛函分析内容概要：控制科学与工程的最新发展动态,发展趋势及学科前沿的综述；综述控制理论与控制工程的最新发展动态与发展趋势；综述检测技术与自动化装置的最新发展动态与发展趋势；综述模式识别与智能系统的最新发展动态与发展趋势；综述系统工程的最新发展动态与发展趋势；综述导航.制导与控制的

16、最新发展动态与发展趋势。参考文献：相关期刊文献和讲义。11-081100-02-01控制科学实践2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：线性系统理论，矩阵分析，应用泛函分析内容概要：非线性控制系统实验，鲁棒控制实验，复杂系统的设计、综合与调试，纳米定位技术实验，典型工业生产过程的模拟控制；惯性器件与系统实验；制导系统的半实物仿真试验；实现流体元件静动态性能测试实验，液压/气动位置伺服控制系统实验，机械手控制实验，测控系统集成与网络化技术实验；群机器人的行径规划与优化决策实验.复杂系统的智能控制实验.典型对象的智能信息处理实验；高层体系结构环境下的系统设计、分析与仿真实验。参考文献：相关期刊

17、文献和讲义。11-081100-03-01自动控制中的泛函分析3（54）适用专业：控制科学与工程先修课程：线性系统理论，系统与控制理论中的线性代数，应用泛函分析内容概要：代数基础；度量空间；线性算子；Hilbert空间；抽象控制系统；泛函优化与最优控制；控制问题中的数值方法。参考文献：1韩崇昭，胡保生. 泛函分析及其在自动控制中的应用. 西安交通大学出版社，19912David G. Luenberger. Optimization by Vector Space Methods. John Willey and Sons Inc., 1970 11-081100-04-01鲁棒控制2（36）

18、适用专业：控制科学与工程先修课程：线性系统理论，矩阵分析，应用泛函分析内容概要：引论；H无穷控制问题的一般框架；控制系统的内稳定性；传递函数矩阵的互质分解和镇定器的Youla参数化公式；传递函数矩阵的inner-outer分解，谱分解，有界实引理，广义距离问题；Hankel范数模型降阶理论；4块问题的解；H无穷控制问题的通解；基于H无穷优化的鲁棒控制器设计；控制系统的结构奇异值分析与设计；多项式族及其鲁棒稳定性；值集和除零原理；Kharitonov定理；BHH棱边定理；棱边多项式的稳定性判据；凸方向多项式及判据；顶点定理；稳定性半径解析计算的特征值方法。参考文献：1M. Green and D

19、. J. N. Limebeer. Linear Robust Control. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 19952B. R. Barmish. New Tools for Robustness of Linear Systems. MacMillan Publishing Company, 19943伍清河. 鲁棒控制. 北京理工大学研究生课程讲义11-081100-05-01非线性控制系统2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：现代控制理论内容概要：李亚普诺夫理论基础（非线性系统分析设计的基本方法，稳定性或调节问题）；描

20、述函数分析（频域法在非线性系统分析中的扩展应用）；反馈线性化（基于微分几何方法的精确线性化）；滑动控制（鲁棒控制，跟踪问题）；多变量系统非线性控制的逆系统方法。参考文献：1J-JE斯洛廷 李卫平著，蔡自兴 罗公亮 桂卫华 等译应用非线性控制北京：国防工业出版社，1992 2李春文多变量系统非线性控制的逆系统方法北京：清华大学出版社，19913冯纯伯，费树岷非线性控制系统分析与设计北京：电子工业出版社，199911-081100-06-01分布式控制系统2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：计算机控制系统，矩阵分析，线性系统理论内容概要：分布式控制系统的原理与特点；分布式控制系统的体系结构

21、优化；总线传输与网络通信；分布式软件系统；分布式控制策略与决策；分布式仿真；分布式控制系统的性能评估与测试；分布式控制系统的可靠性与容错。参考文献：1万百五，黄正良. 大工业过程计算机在线稳态优化控制. 北京：科学出版社，19982A.S. Tannenbaum. Distributed Operating system. Prentice Hall Inc. ，19953侯朝桢. 分布式计算机控制系统. 北京:北京理工大学出版社，199711-081100-07-01现代检测理论与技术2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：现代传感与检测技术，现代电子技术内容概要：多传感器信息融合的研究

22、现状与发展趋势，多传感器信息融合的功能和结构模型，分布式检测融合理论，多传感器目标识别融合模型；现代信号分析与处理方法；基于相关分析的软测量技术， 基于模式识别的软测量技术，基于现代非线性信息处理技术的软测量技术。参考文献：1. 何友,王国宏等. 多传感器信息融合及应用. 电子工业出版社，20002康耀红. 数据融合理论与应用. 西安电子科技大学出版社，19973李海青，黄志尧等. 软测量技术原理及应用，化学工业出版社，200011-081100-08-01系统工程的优化方法2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：矩阵分析，线性代数内容概要：整数规划；目标规划；非线性规划；动态规划；随机规

23、划；图与网络优化；模拟退火算法；遗传算法；进化策略；进化规划；进化对策论；蚁群系统；禁忌算法；混合优化策略。参考文献：1张莹. 运筹学M. 北京：清华大学出版社，20022刘宝啶，赵瑞清. 随机规划与模糊规划M. 北京：清华大学出版社，19983. 袁亚湘，孙文瑜. 最优化理论与方法M. 北京：科学出版社，199911-081100-09-02建模方法学与模型验证2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：系统建模与仿真内容概要：复杂系统概论；理论建模方法；试验建模方法；模型校核、验证与认可的概念、理论与方法；仿真模型的建立与模型精度评估方法。参考文献：1J.A.斯普里特计算机辅助建模和仿真M

24、北京:科学出版社，19912王维平，朱一凡等仿真模型有效性确认与验证M北京：国防科技大学出版社，19983刘兴堂，吴晓燕现代系统建模与仿真技术M西北工业大学出版社，200111-081100-10-01复杂系统理论及其应用2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：大系统理论及其应用，矩阵分析，应用泛函分析，最优控制内容概要：复杂系统概述；系统特征描述；系统建模；系统分析；系统的适应性和自组织；复杂自相似组合系统；开放的复杂巨系统；复杂系统应用实例。参考文献：1Adamsen， Paul B. A. Framework for Complex System Development. Boca

25、Raton，FL: CRC Press，20002Eric Goles，Servet Martínez. Complex Systems. Boston：Kluwer Academic Publishers， 20013Rihani, SamirComplex Systems Theory and Development Practice Understanding non-Linear RealitiesNew York: Zed Books，200111-081100-11-01智能自动化2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：智能控制，知识工程内容概要：概述；智能信息；智能

26、反馈与智能决策；智能控制与思维科学；综合智能控制策略；智能控制系统体系结构设计；智能复杂开放系统；非线性科学与智能控制系统。参考文献：1. 李士勇模糊控制、神经网络和智能控制哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，19982. 孙增圻智能控制理论与技术M北京，南宁：清华大学出版社，广西科学技术出版社，199711-081100-12-01模式识别导论2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：数理统计与随机过程，知识工程内容概要：模式识别最新发展概述；支持向量机原理与应用；数据挖掘与模式挖掘方法；智能模式识别；分类方法比较；图像、文字识别及其应用。参考文献：1. 边肇祺模式识别北京：清华大学出版社，20

27、002. 傅京生模式识别应用北京：北京大学出版社，199011-081100-13-02神经网络导论2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：模式识别原理，模糊数学内容概要：智能基础：人工智能的发展，认知科学概念与方法，神经系统信息处理机制；人工神经网络：概念的引入，基本网络模型，学习算法，实现技术；混合神经网络：模糊逻辑，进化计算，混沌分形，计算智能系统。参考文献：1. 靳藩神经计算智能基础M成都：西南交通大学出版社，20002. 郑链，王克勇智能信息处理M北京：北京理工大学，199811-081100-14-01现代导航系统理论与设计方法2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：惯性器

28、件及应用，线性系统理论，系统辩识内容概要：现代导航系统的设计方法与特点；多传感器综合理论与信息融合技术；现代导航系统测试理论与测试方法。参考文献：1袁信导航系统M北京: 航空出版社19932李滋刚，万德钧捷联式惯性导航技术M北京:中国船舶信息中心，20013秦永元等卡尔曼滤波与组合导航原理M西安：西北工业大学出版社，19984申功勋信息融合理论在惯性/天文/GPS组合导航系统中的应用M北京: 国防工业出版社，199811-081100-15-01新型惯性器件理论及应用2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：理论力学，矩阵分析，线性系统理论内容概要：新型惯性传感器的设计理论与设计方法；微机械

29、陀螺仪及应用；无线电导航传感器的理论与应用；现代导航与制导传感器的发展方向与发展趋势。参考文献：1陆元九惯性器件M北京: 国防工业出版社，19902郭秀中惯导系统陀螺仪理论M北京: 国防工业出版社，19963杨培根等光电惯性技术M北京: 兵器工业出版社，19994张桂才等光纤陀螺仪M北京: 国防工业出版社，200210-081100-01-01多层递阶控制系统分析2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：惯性器件及应用，线性系统理论，系统辩识内容概要：概述；工业大系统的动态递阶控制；动态系统的动态递阶控制；非线性系统的动态优化控制；分散控制；递阶与分散控制系统的实现。参考文献：1李人厚，邵福

30、庆大系统的递阶与分散控制M西安:西安交通大学出版社19862辛格(Singh,M.G.)分散控制M北京：国防工业出版社19853王翼，张朝池大系统控制-方法和技术M天津: 天津大学出版社199310-081100-02-01离散事件系统理论及应用2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：线性系统理论，矩阵分析，随机系统理论及应用内容概要：离散事件系统建模；离散事件系统分析；离散事件系统仿真；Markov链；排队网络；受控Markov链；摄动分析；灵敏度分析；极大代数；自动机；Petri 网；混和动态系统；离散事件系统应用实例。参考文献：1Y.C. Ho and X.P. Cao. Pertu

31、rbation Analysis of Discrete Event Systems. Boston， MA: Kluwer，19912C.G. Cassandras. Discrete Event Systems: Modeling and Performance Analysis. Homewood，IL: Irwin，19933Jerry Banks, Discrete-event System Simulation. Upper Saddle River. NJ: Prentice Hall，20014Tornambè，Antonio. Discrete-event Syst

32、em Theory: An Introduction. Singapore， River Edge, N.J.: World Scientific，199510-081100-03-01现代检测技术与自动化装置专题2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：电子技术基础，自动控制理论内容概要：现代检测理论发展前沿；现代传感器技术发展前沿；多传感器信息融合技术；工业数据通讯与控制网络技术发展前沿；机器人传感、驱动与控制技术发展前沿与趋势。参考文献：1李海青，黄志尧软测量技术原理及应用北京：化学工业出版社，20002康耀红数据融合理论与应用西安：西安电子科技大学出版社，19973杨宪惠工业数据通讯

33、与控制网络北京：清华大学出版社，20034蔡自兴机器人学北京：清华大学出版社，200010-081100-04-01智能仪表系统通讯技术2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：微型计算机接口电路及应用，计算机通讯技术，自动测试技术与现场总线内容概要：共享存储区通讯技术；多微机系统PIO通讯法；标准内总线与开放型（OEM）多微机系统的通讯技术；多微机系统SIO通信法；普通局域网与工业控制局域网原理；集散控制系统的通信技术；GPIB自动测试系统的通讯技术。参考文献：1傅麒麟微型计算机接口与通讯电子工业出版社，19912宋俊寿仪器接口技术及自动测控系统重庆大学出版社，19923张世箕自动测试系统电子科技大学出版社，199010-081100-05-01网络信息系统安全与加密技术2（36）适用专业：控制科学与工程先修课程：计算机网络，初等数论内容概要：网络信息系统安全概述；系统安全原理；系统安全体系结构；加密算法；系统安全测评方法；系统安全解决方案。参考文献：1Malik Saadat. Network Security Principles and Practices. Indianapolis， Macmillan Publishing，20032Stallings William. Cryptography and Network Securit