控制科学与工程在本科阶段称为“自动化”,研究生阶段称为“控制科学与工程”。本学科是研究控制的理论、方法、技术及其
工程应用的学科,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。
发展
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。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。在当代大学中甚至是研究生的上课讲授的也是经典控制理论和现代控制理论的集合。
研究方向
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,使本学科所涉及的研究领域不断扩大。
研究方向包括:
6、大系统的控制方法及应用;
11、导航控制系统。
12、制导、控制与仿真
课程设置
学术研究型
应用研究型
具体课程按照相关院校培养计划制定。
学科关系
本学科在本科阶段叫自动化,研究生阶段叫控制科学与工程。本学科下设有五个二级学科,其分别为:“控制理论与控制工程”、“
检测技术与
自动装置”、“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。
控制理论与控制工程
“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,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、优化、设计和实现的理论、方法和技术。本学科培养从事控制理论与控制工程领域的研究、设计、开发和
系统集成等方面的
高级专门人才。
本专业方向主要研究
线性与非线性控制、自适应控制、
变结构控制、
鲁棒控制、智能控制、
模糊控制、神经元控制、
预测控制、
推理控制、
容错控制、
多变量控制、
量子控制、
系统辨识、
过程建模与优化、
故障诊断与预报、
离散事件动态系统、复杂系统的优化与调度、智能优化与
智能维护、
复杂性理论研究、高性能调速与伺服、运动体导航与制导、机器人与
机器视觉、多传感器集成与融合,多
自主体合作与对抗、
嵌入式系统、
传感器网络、
软测量技术、
电力电子技术、
现场总线技术、系统集成技术、
网络控制与
流媒体技术,以及将上述技术与方法加以集成的综合
自动化技术等。
模式识别与智能系统
“模式识别与智能系统”是六十年代以来在
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。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。
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。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;智能信息处理与计算机视觉;生物信息学。模式识别、计算机视觉、机器智能的理论及应用;信号处理的理论及应用;基于
信息理论和技术的生物信息学和中医药现代化;智能控制与智能系统的理论与应用;神经网络、
模糊系统、
统计学习理论及其在信息处理、
识别与控制中的应用。
导航、制导与控制
“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。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。
本专业方向主要研究:
1、运动体的精密制导、导航与控制的理论与技术;
5、机载(星载,弹载)计算机及嵌入式系统和
嵌入式应用软件;
“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,以及它们的集成化、智能化和可靠性技术。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。检测技术研究如何将各种反映被测对象特征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;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,包括他们的集成化、
智能化技术和可靠性技术。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。
本专业方向主要研究工业
自动控制装置,系统
可靠性评估及设计,控制系统的
自动测试方法,数据信息采集、传输、处理、转换方法和相应设备,新型传感器和仪表,传感器
数据融合理论及应用,
动态系统故障诊断技术,工业现场总线技术,高速
企业网络组成及
安全技术,新型大功率
电子器件及应用,嵌入式系统的研究及
相关产品的开发。
系统工程
“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。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。
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。
学科排名
拥有控制科学与工程国家二级重点学科的高校:
教育部学科评估是教育部官方按照
国务院学位委员会的要求对全国各高校的所有
一级学科进行的综合性排名,是评价大学的唯一具有官方性质的排名,分别于2002年、2007年、2012年进行了三次。
信息领域主要的一级学科共有4个,分别是:0809电子科学与技术、0810信息与通信工程、0811控制科学与工程、0812计算机科学与技术。这四个一级学科
覆盖面广、积淀深厚、发展迅速、热门度高、开设广泛,是信息领域的核心学科,也是中国各大高校——尤其是C9高校和其他985高校重点发展的对象,因而竞争极其激烈。此外,0803光学工程、0835
软件工程这两个小学科也属于信息领域。
本一级学科中,全国具有“博士一级”授权的高校共51所,本次有43所参评;还有部分具有“博士二级”授权和硕士授权的高校参加了评估;参评高校共计83所。 (注:以下相同得分按学校代码
顺序排列。)
一级学科代码及名称: 0811 控制科学与工程
本一级学科中,全国具有“博士授权”的高校共 67 所,本次参评64 所;部分具有“硕士授权”的高校 也参加了评估;参评高校共计 162 所(注:评估结果相同的高校排序不分先后,按学校代码排列)。