控制科學與工程

控制科學與工程在本科階段稱為“自動化”，研究生階段稱為“控制科學與工程”。本學科是研究控制的理論、方法、技術及其工程套用的學科，以控制論、系統論、資訊理論為基礎，研究各套用領域內的共性問題，即為了實現控制目標，應如何建立系統的模型，分析其內部與環境信息，採取何種控制與決策行為；而與各套用領域的密切結合，又形成了控制工程豐富多樣的內容。

本學科點在理論研究與工程實踐相結合、學科交叉和軍民結合等方面具有明顯的特色與優勢，對經濟發展和國家安全發揮了重大作用，服務領域覆蓋網際網路、人工智慧、通信、IT、智慧型製造、金融管理、教育諮詢、科學研究等領域，工作形式涵蓋技術研發、管理諮詢、教學科研等。

基本介紹

• 中文名：控制科學與工程
• 外文名：Control science and engineering
• 專業代碼：081100  
• 所屬學科：工學

發展概要

控制科學與工程是一門研究控制的理論、方法、技術及其工程套用的學科。它是20世紀最重要的科學理論和成就之一，它的各階段的理論發展及技術進步都與生產和社會實踐需求密切相關。11世紀我國北宋時代發明的水運儀象台就體現了閉環控制的思想。到18世紀，近代工業採用了蒸汽機調速器。但直到20世紀20年代逐步建立了以頻域法為主的經典控制理論並在工業中獲得成功套用，才開始形成一門新興的學科——控制科學與工程。此後，經典控制理論繼續發展並在工業中獲得了廣泛的套用。在空間技術發展的推動下，50年代又出現了以狀態空間法為主的現代控制理論，並相繼發展了若干相對獨立的學科分支，使本學科的理論和研究方法更加豐富。60年代以來，隨著計算機技術的發展，許多新方法和技術進入工程化、產品化階段，顯著加快了工業技術更新的步伐。在控制科學發展的過程中，模式識別和人工智慧與控制相結合的研究變得更加活躍；由於對大系統的研究和控制學科向社會、經濟系統的滲透，形成了系統工程學科。特別是近20年來，非線性及具有不確定性的複雜系統向“控制科學與工程”提出了新的挑戰，進一步促進了本學科的迅速發展。本學科的套用已經遍及工業、農業、交通、環境、軍事、生物、醫學、經濟、金融、人口和社會各個領域，從日常生活到社會經濟無不體現本學科的作用。在當代大學中甚至是研究生的上課講授的也是經典控制理論和現代控制理論的集合。

研究方向

控制科學以控制論、資訊理論、系統論為基礎，研究各領域內獨立於具體對象的共性問題，即為了實現某些目標，應該如何描述與分析對象與環境信息，採取何種控制與決策行為。它對於各具體套用領域具有一般方法論的意義，而與各領域具體問題的結合，又形成了控制工程豐富多樣的內容。本學科的這一特點，使它對相關學科的發展起到了有力的推動作用，並在學科交叉與滲透中表現出突出的活力。例如：它與信息科學和計算機科學的結合開拓了知識工程和智慧型機器人領域。與社會學、經濟學的結合使研究的對象進入到社會系統和經濟系統的範疇中。與生物學、醫學的結合更有力地推動了生物控制論的發展。同時，相鄰學科如計算機、通信、微電子學和認知科學的發展也促進了控制科學與工程的新發展，使本學科所涉及的研究領域不斷擴大。

研究方向包括：

1、智慧型控制與信息處理技術；

2、網路控制技術；

3、電力電子與運動控制新技術；

4、計算機測控與網路技術；

5、樓宇智慧型化技術；

6、大系統的控制方法及套用；

7、智慧型決策方法及套用；

8、圖像算法與機器視覺及套用；

9、語言識別生成及套用，

10、慣性技術，

11、導航控制系統。

12、制導、控制與仿真

課程設定

學術研究型

具體課程按照相關院校培養計畫制定。

類別	課程名稱
學位課	自然辯證法概論
	科學社會主義理論與實踐
	第一外國語基礎部分（英語）
	第一外國語基礎部分（英語）
	矩陣分析
	數理統計與隨機過程
	智慧型控制
	自動化概論
	魯棒控制
	飛行器控制
非學位課	非線性控制理論
	自適應控制
	最優控制
非學位課	線性系統理論
	人工智慧及其套用
	現代自動化裝備控制技術
	高等網路工程
	軟體工程
	第二外國語（日語）
	系統辨識與參數估計
	機器人學
	網路資料庫系統設計
	嵌入式系統設計
	複雜系統
	運動控制系統
	控制系統仿真與模型處理
	DSP控制器及其套用
	現代數位訊號處理
	現代測控管系統
	樓宇智慧型化技術
	現代建築電子工程設計
	新型感測器及套用
	虛擬儀器設計技術
	智慧型交通技術
	系統工程
	物流信息技術
	數字圖像處理與機器視覺
	模式識別
必修環節	文獻閱讀與選題報告
	學術活動、實踐活動

套用研究型

具體課程按照相關院校培養計畫制定。

類別		課程名稱
學位課程	公共學位課	思想政治理論課
		第一外國語
		矩陣分析
		現代數學基礎
		數值分析
	學科基礎課	線性系統
		最優控制
		魯棒控制
		非線性控制
		現代採樣控制
		模式識別
		系統辯識與自適應控制
	學科專業課	飛行器控制
		智慧型控制
		慣性技術
		系統建模與仿真
		信號檢測與處理
		導航原理
		控制系統的參數化設計
		穩定性理論及其套用
選修課程		控制系統故障診斷技術
		DSP及其在控制中的套用
		汽車電子控制技術
		預測控制
		智慧型最佳化原理與算法
		H∞控制理論
		最優導航與濾波
		變結構控制
		集散控制系統
		控制系統設計的線性矩陣不等式方法
		C語言在測量與控制中的套用
		多感測器數據融合技術
		網路化控制與仿真
		飛行器制導
		學位論文學術論文寫作
		伺服控制系統
		先進分散式仿真技術
		現代飛彈成像制導技術
		視覺伺服：原理與套用
		廣義線性系統
		人工神經網路理論及套用
		空間飛行器動力學與姿態控制
		隨機控制
		基於Petri網的系統建模與仿真
		複雜系統
		博弈與控制
		套用微分流形導論
		控制系統設計
		現代控制理論
		學生選修課除選擇方案中課程外，可在全校各學科開設的研究生課程範圍內選擇。
專題		數字超聲成像系統
		計算機控制接口技術
		慣導測試設備的檢測技術及實驗技術
		微陀螺慣性測量系統-原理及套用
		電子系統設計與電磁兼容
		慣導測試與仿真設備測控系統的設計與實現
		實時仿真系統設計與實現
		非線性/非高斯濾波
		計算機視覺測量與導航
		網路化預測控制
		自主天文導航原理與套用
		無人機視覺導航與控制
		飛行器制導與控制
實踐環節		控制系統實踐
		飛行器制導控制設計與仿真實踐
		現代數字控制實踐
學術交流		學術交流
論文環節		開題報告
		中期檢查

學科關係

本學科在本科階段叫自動化，研究生階段叫控制科學與工程，本學科下設的七個二級學科和一個專業學科，其分別為：“控制理論與控制工程”、“檢測技術與自動裝置”、“系統工程”、“模式識別與智慧型系統”、“導航、制導與控制”、“企業信息化系統與工程”、“生物信息學”及“控制工程”。各二級學科的主要研究範疇及相互聯繫如下。

控制理論與控制工程

“控制理論與控制工程”學科以工程領域內的控制系統為主要對象，以數學方法和計算機技術為主要工具，研究各種控制策略及控制系統的建模、分析、綜合、最佳化、設計和實現的理論、方法和技術。本學科培養從事控制理論與控制工程領域的研究、設計、開發和系統集成等方面的高級專門人才。

本專業方向主要研究線性與非線性控制、自適應控制、變結構控制、魯棒控制、智慧型控制、模糊控制、神經元控制、預測控制、推理控制、容錯控制、多變數控制、量子控制、系統辨識、過程建模與最佳化、故障診斷與預報、離散事件動態系統、複雜系統的最佳化與調度、智慧型最佳化與智慧型維護、複雜性理論研究、高性能調速與伺服、運動體導航與制導、機器人與機器視覺、多感測器集成與融合，多自主體合作與對抗、嵌入式系統、感測器網路、軟測量技術、電力電子技術、現場匯流排技術、系統集成技術、網路控制與流媒體技術，以及將上述技術與方法加以集成的綜合自動化技術等。

模式識別與智慧型系統

“模式識別與智慧型系統”是六十年代以來在信號處理、人工智慧、控制論、計算機技術等學科基礎上發展起來的新型學科。本學科培養從事模式識別與智慧型系統的研究、開發、設計等方面工作的高級專門人才。

主要研究信息的採集、處理與特徵提取，模式識別與分析，人工智慧以及智慧型系統的設計。它的研究領域包括信號處理與分析，模式識別，圖象處理與計算機視覺，智慧型控制與智慧型機器人，智慧型信息處理，以及認知、自組織與學習理論等。智慧型控制與智慧型系統；專家系統與智慧型決策；模式識別理論與套用；智慧型信息處理與計算機視覺；生物信息學。模式識別、計算機視覺、機器智慧型的理論及套用；信號處理的理論及套用；基於信息理論和技術的生物信息學和中醫藥現代化；智慧型控制與智慧型系統的理論與套用；神經網路、模糊系統、統計學習理論及其在信息處理、識別與控制中的套用。

導航、制導與控制

“導航、制導與控制”是以數學、力學、控制理論與工程、信息科學與技術、系統科學、計算機技術、感測與測量技術、建模與仿真技術為基礎的綜合性套用技術學科。該學科研究航空、航天、航海、陸行各類運動體的位置、方向、軌跡、姿態的檢測、控制及其仿真，是國防武器系統和民用運輸系統的重要核心技術之一。慣性定位導航技術；組合導航及智慧型導航技術；飛行器制導、控制與仿真技術；慣性器件及系統測試技術；火力控制技術。

本專業方向主要研究：

1、運動體的精密制導、導航與控制的理論與技術；

2、空間探測及飛行器在軌技術研究；

3、天地一體化信息互動與處理技術；

4、智慧型控制及主動控制技術在飛機設計中的套用；

5、機載（星載，彈載）計算機及嵌入式系統和嵌入式套用軟體；

6.虛擬現實技術在航天仿真的套用研究；

7.水聲對抗及水下航行器的制導與控制。

檢測技術與自動化裝置

“檢測技術與自動化裝置”是研究被控對象的信息提取、轉換、傳遞與處理的理論、方法和技術的一門學科。它的理論基礎涉及現代物理、控制理論、電子學、計算機科學和計量科學等，主要研究領域包括新的檢測理論和方法，新型感測器，自動化儀表和自動檢測系統，以及它們的集成化、智慧型化和可靠性技術。先進感測與檢測技術；新型執行機構與自動化裝置；智慧型儀表及控制器；測控系統集成與網路化；測控系統的故障診斷與容錯技術。檢測技術研究如何將各種反映被測對象特徵的參數按照一定的對應關係轉換為易於傳遞的信號，並提供給自動控制系統；自動化裝置涉及控制系統中的感測器、變送器、控制器、執行機構等，包括他們的集成化、智慧型化技術和可靠性技術。本學科培養從事各種檢測技術與自動化裝置的研究、開發、設計等方面工作的高級專門人才。

本專業方向主要研究工業自動控制裝置，系統可靠性評估及設計，控制系統的自動測試方法，數據信息採集、傳輸、處理、轉換方法和相應設備，新型感測器和儀表，感測器數據融合理論及套用，動態系統故障診斷技術，工業現場匯流排技術，高速企業網路組成及安全技術，新型大功率電子器件及套用，嵌入式系統的研究及相關產品的開發。

系統工程

“系統工程”是為了解決日益複雜的社會實踐問題而形成的從整體出發合理組織、控制和管理各類系統的綜合性的工程技術學科。系統工程以工業、農業、交通、軍事、資源。環境、經濟、社會等領域中的各種複雜系統為主要對象，以系統科學、控制科學、信息科學和套用數學為理論基礎，以計算機技術為基本工具，以最佳化為主要目的，採用定量分析為主、定性定量相結合的綜合集成方法，研究解決帶有一般性的系統分析、設計、控制和管理問題。系統工程理論及套用；系統分析、設計與集成；系統預測、決策、仿真與性能評估；網路信息技術、火控與指控系統技術；複雜系統信息處理、控制與套用技術。

自動控制已經成為高技術的重要組成部分。當前，我國的經濟建設正在蓬勃發展，各行各業的經濟效益提高和技術的進步都與本學科密切相關。因此，加強本學科的建設，更多更好地培養本學科高層次綜合型人才，是我國社會主義建設的迫切需要。

企業信息化系統與工程

為“控制科學與工程”一級學科下清華大學自主設定的二級學科。企業信息化系統與工程專業方向以工業社會形成的經濟載體—企業為對象，研究套用信息技術為其管理模式、經營模式、產品設計模式、生產製造模式改造的相關理論、技術、方法。因此本專業方向是在綜合控制、計算機、管理與機械等學科基礎上產生的交叉學科。

生物信息學

生物信息學（Bioinformatics）是在生命科學的研究中，以計算機為工具對生物信息進行儲存、檢索和分析的科學。它是當今生命科學和自然科學的重大前沿領域之一，同時也將是21世紀自然科學的核心領域之一。其研究重點主要體現在基因組學（Genomics）和蛋白質組學（Proteomics）兩方面，具體說就是從核酸和蛋白質序列出發，分析序列中表達的結構功能的生物信息。

學科排名

擁有控制科學與工程國家一級重點學科的高校：

清華大學，北京協和醫學院－清華大學醫學部

北京航空航天大學

東北大學

哈爾濱工業大學

上海交通大學

浙江大學

華中科技大學

西安交通大學

國防科技大學

擁有控制科學與工程國家二級重點學科的高校：

控制理論與控制工程	北京理工大學
	同濟大學
	華東理工大學
	東南大學
	山東大學
	湖南大學
	中南大學
	西北工業大學
檢測技術與自動化裝置	天津大學
模式識別與智慧型系統	南京理工大學
導航、制導與控制	火箭軍工程大學
	哈爾濱工程大學

教育部學科評估是教育部官方按照國務院學位委員會的要求對全國各高校的所有一級學科進行的綜合性排名，是評價大學的唯一具有官方性質的排名，分別於2002年、2007年、2012年進行了三次。

信息領域主要的一級學科共有4個，分別是：0809電子科學與技術、0810信息與通信工程、0811控制科學與工程、0812計算機科學與技術。這四個一級學科覆蓋面廣、積澱深厚、發展迅速、熱門度高、開設廣泛，是信息領域的核心學科，也是中國各大高校——尤其是C9高校和其他985高校重點發展的對象，因而競爭極其激烈。此外，0803光學工程、0835軟體工程這兩個國小科也屬於信息領域。

本一級學科中，全國具有“博士一級”授權的高校共51所，本次有43所參評；還有部分具有“博士二級”授權和碩士授權的高校參加了評估；參評高校總計83所。 （註：以下相同得分按學校代碼順序排列。）

1	10003清華大學	94	前10%
2	10145東北大學	90
3	10213哈爾濱工業大學	88
4	10006北京航空航天大學	86
	10248上海交通大學
	10335浙江大學
7	10487 華中科技大學	83
	10698 西安交通大學
9	10007 北京理工大學	82	前20%
	90002 國防科技大學
11	10533中南大學	79
	10288 南京理工大學
	10286東南大學
14	10247 同濟大學	78
	10422 山東大學
	10699 西北工業大學
17	10701西安電子科技大學	75
	10008 北京科技大學
	10056 天津大學
	10141 大連理工大學
	10217 哈爾濱工程大學
	10251 華東理工大學
	10287 南京航空航天大學
	10358 中國科學技術大學
	10561 華南理工大學
	90059 火箭軍工程大學
27	10216 燕山大學	73	前50%
	10255 東華大學
	10295 江南大學
	10532 湖南大學
31	10337 浙江工業大學; 11845 廣東工業大學	71
	10488 武漢科技大學
33	10005北京工業大學	70
	10010 北京化工大學
	10055 南開大學
	10079 華北電力大學
	10183 吉林大學
	10280 上海大學
	10299 江蘇大學
	10611 重慶大學
	90034 裝甲兵工程學院
42	10459 鄭州大學	69
	10613 西南交通大學
	10617 重慶郵電大學
	10731 蘭州理工大學
	11414 中國石油大學
	90045 空軍工程大學
48	10009 北方工業大學	67
	10112 太原理工大學
	10151 大連海事大學
	10214 哈爾濱理工大學
	10252 上海理工大學
	10356 中國計量學院
54	10011 北京工商大學	66
	10058 天津工業大學
	10082 河北科技大學
	10146 遼寧科技大學
	10148 遼寧石油化工大學
	10149 瀋陽化工大學
	10186 長春理工大學
	10289 江蘇科技大學
	10293 南京郵電大學
	10386 福州大學
	10475 河南大學
	10490 武漢工程大學
	10622 四川理工學院
	10704 西安科技大學
	10708 陝西科技大學
	10709 西安工程大學
	11232 北京信息科技大學
	11258 大連大學
72	10066 天津職業技術師範大學	64
	10143 瀋陽航空航天大學
	10144 瀋陽理工大學
	10147 遼寧工程技術大學
	10150 大連交通大學
	10152 大連工業大學
	10153 瀋陽建築大學
	10154 遼寧工業大學
	10167 渤海大學
	11035 瀋陽大學
82	10126 內蒙古大學	63
	10127 內蒙古科技大學

教育部第四輪學科評估結果

一級學科代碼及名稱： 0811 控制科學與工程
本一級學科中，全國具有“博士授權”的高校共 67 所，本次參評64 所；部分具有“碩士授權”的高校 也參加了評估；參評高校總計 162 所（註：評估結果相同的高校排序不分先後，按學校代碼排列）。

評估結果	學校代碼及名稱
A+	10003清華大學; 10213哈爾濱工業大學; 10335浙江大學
A	10006北京航空航天大學; 10007北京理工大學; 10145東北大學; 10248上海交通大學; 90002國防科技大學
A-	10217哈爾濱工程大學; 10286東南大學; 10422山東大學; 10487華中科技大學; 10533中南大學; 10698西安交通大學; 11845廣東工業大學; 90059火箭軍工程大學
B+	10005北京工業大學; 10008北京科技大學; 10010北京化工大學; 10056天津大學; 10141大連理工大學; 10247同濟大學; 10251華東理工大學; 10287南京航空航天大學; 10288南京理工大學; 10295江南大學; 10336杭州電子科技大學; 10358中國科學技術大學; 10561華南理工大學; 10699西北工業大學; 10700西安理工大學; 10701西安電子科技大學
B	10055南開大學; 10079華北電力大學; 10183吉林大學; 10216燕山大學; 10255東華大學; 10280上海大學; 10299江蘇大學; 10337浙江工業大學; 10424山東科技大學; 10488武漢科技大學; 10532湖南大學; 10611重慶大學; 10614電子科技大學; 90038海軍工程大學; 90039海軍航空工程學院; 90045空軍工程大學
B-	10004北京交通大學; 10013北京郵電大學

評估結果	學校代碼及名稱
B-	10080河北工業大學; 10151大連海事大學; 10290中國礦業大學; 10356中國計量大學; 10359合肥工業大學; 10384廈門大學; 10404華東交通大學; 10464河南科技大學; 10486武漢大學; 10613西南交通大學; 10617重慶郵電大學; 10731蘭州理工大學; 11414中國石油大學; 90005解放軍信息工程大學
C+	10009北方工業大學; 10058天津工業大學; 10059中國民航大學; 10060天津理工大學; 10108山西大學; 10148遼寧石油化工大學; 10154遼寧工業大學; 10188東北電力大學; 10214哈爾濱理工大學; 10252上海理工大學; 10291南京工業大學; 10293南京郵電大學; 10357安徽大學; 10363安徽工程大學; 10459鄭州大學; 10491中國地質大學; 10497武漢理工大學; 10619西南科技大學
C	10016北京建築大學; 10146遼寧科技大學; 10152大連工業大學; 10167渤海大學; 10190長春工業大學; 10284南京大學; 10289江蘇科技大學; 10294河海大學; 10426青島科技大學; 10427濟南大學; 10446曲阜師範大學; 10460河南理工大學; 10610四川大學; 10709西安工程大學; 11065青島大學
C-	10011北京工商大學; 10066天津職業技術師範大學; 10109太原科技大學

評估結果	學校代碼及名稱
C-	10112太原理工大學; 10143瀋陽航空航天大學; 10149瀋陽化工大學; 10186長春理工大學; 10212黑龍江大學; 10304南通大學; 10338浙江理工大學; 10423中國海洋大學; 10430山東建築大學; 10534湖南科技大學; 10590深圳大學; 10674昆明理工大學; 10702西安工業大學; 10708陝西科技大學; 11232北京信息科技大學