控制科學與工程簡介

控制科學與工程是一門研究控制的理論、方法、技術及其工程應用的學科。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(fā)展及技術進步都與生產(chǎn)和社會實踐需求密切相關。11世紀我國北宋時代發(fā)明的水運儀象臺就體現(xiàn)了閉環(huán)控制的思想。到18世紀，近代工業(yè)采用了蒸汽機調速器。但直到20世紀20年代逐步建立了以頻域法為主的經(jīng)典控制理論并在工業(yè)中獲得成功應用，才開始形成一門新興的學科--控制科學與工程。此后，經(jīng)典控制理論繼續(xù)發(fā)展并在工業(yè)中獲得了廣泛的應用。在空間技術發(fā)展的推動下，50年代又出現(xiàn)了以狀態(tài)空間法為主的現(xiàn)代控制理論，并相繼發(fā)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(fā)展，許多新方法和技術進入工程化、產(chǎn)品化階段，顯著加快了工業(yè)技術更新的步伐。在控制科學發(fā)展的過程中，模式識別和人工智能與控制相結合的研究變得更加活躍;由于對大系統(tǒng)的研究和控制學科向社會、經(jīng)濟系統(tǒng)的滲透，形成了系統(tǒng)工程學科。特別是近20年來，非線性及具有不確定性的復雜系統(tǒng)向"控制科學與工程"提出了新的挑戰(zhàn)，進一步促進了本學科的迅速發(fā)展。本學科的應用已經(jīng)遍及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、環(huán)境、軍事、生物、醫(yī)學、經(jīng)濟、金融、人口和社會各個領域，從日常生活到社會經(jīng)濟無不體現(xiàn)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(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論的集合。

控制科學以控制論、信息論、系統(tǒng)論為基礎，研究各領域內獨立于具體對象的共性問題，即為了實現(xiàn)某些目標，應該如何描述與分析對象與環(huán)境信息，采取何種控制與決策行為。它對于各具體應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(fā)展起到了有力的推動作用，并在學科交叉與滲透中表現(xiàn)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能機器人領域。與社會學、經(jīng)濟學的結合使研究的對象進入到社會系統(tǒng)和經(jīng)濟系統(tǒng)的范疇中。與生物學、醫(yī)學的結合更有力地推動了生物控制論的發(fā)展。同時，相鄰學科如計算機、通信、微電子學和認知科學的發(fā)展也促進了控制科學與工程的新發(fā)展，使本學科所涉及的研究領域不斷擴大。

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:"控制理論與控制工程"、"檢測技術與自動裝置"、"系統(tǒng)工程"、"模式識別與智能系統(tǒng)"、"導航、制導與控制"、"企業(yè)信息化系統(tǒng)與工程"和"生物信息學"。各二級學科的主要研究范疇及相互聯(lián)系如下。

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(tǒng)為主要對象，以數(shù)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(tǒng)的建模、分析、綜合、優(yōu)化、設計和實現(xiàn)的理論、方法和技術。本學科培養(yǎng)從事控制理論與控制工程領域的研究、設計、開發(fā)和系統(tǒng)集成等方面的高級專門人才。

本專業(yè)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、智能控制、模糊控制、神經(jīng)元控制、預測控制、推理控制、容錯控制、多變量控制、量子控制、系統(tǒng)辨識、過程建模與優(yōu)化、故障診斷與預報、離散事件動態(tài)系統(tǒng)、復雜系統(tǒng)的優(yōu)化與調度、智能優(yōu)化與智能維護、復雜性理論研究、高性能調速與伺服、運動體導航與制導、機器人與機器視覺、多傳感器集成與融合，多自主體合作與對抗、嵌入式系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡、軟測量技術、電力電子技術、現(xiàn)場總線技術、系統(tǒng)集成技術、網(wǎng)絡控制與流媒體技術，以及將上述技術與方法加以集成的綜合自動化技術等。

模式識別與智能系統(tǒng)

"模式識別與智能系統(tǒng)"是六十年代以來在信號處理、人工智能、控制論、計算機技術等學科基礎上發(fā)展起來的新型學科。本學科培養(yǎng)從事模式識別與智能系統(tǒng)的研究、開發(fā)、設計等方面工作的高級專門人才。

主要研究信息的采集、處理與特征提取，模式識別與分析，人工智能以及智能系統(tǒng)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，智能控制與智能機器人，智能信息處理，以及認知、自組織與學習理論等。智能控制與智能系統(tǒng);專家系統(tǒng)與智能決策;模式識別理論與應用;智能信息處理與計算機視覺;生物信息學。模式識別、計算機視覺、機器智能的理論及應用;信號處理的理論及應用;基于信息理論和技術的生物信息學和中醫(yī)藥現(xiàn)代化;智能控制與智能系統(tǒng)的理論與應用;神經(jīng)網(wǎng)絡、模糊系統(tǒng)、統(tǒng)計學習理論及其在信息處理、識別與控制中的應用。

導航、制導與控制

"導航、制導與控制"是以數(shù)學、力學、控制理論與工程、信息科學與技術、系統(tǒng)科學、計算機技術、傳感與測量技術、建模與仿真技術為基礎的綜合性應用技術學科。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(tài)的檢測、控制及其仿真，是國防武器系統(tǒng)和民用運輸系統(tǒng)的重要核心技術之一。慣性定位導航技術;組合導航及智能導航技術;飛行器制導、控制與仿真技術;慣性器件及系統(tǒng)測試技術;火力控制技術。

本專業(yè)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、天地一體化信息交互與處理技術;

4、智能控制及主動控制技術在飛機設計中的應用;

5、機載(星載，彈載)計算機及嵌入式系統(tǒng)和嵌入式應用軟件;

6.虛擬現(xiàn)實技術在航天仿真的應用研究;

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(xiàn)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，新型傳感器，自動化儀表和自動檢測系統(tǒng)，以及它們的集成化、智能化和可靠性技術。先進傳感與檢測技術;新型執(zhí)行機構與自動化裝置;智能儀表及控制器;測控系統(tǒng)集成與網(wǎng)絡化;測控系統(tǒng)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征的參數(shù)按照一定的對應關系轉換為易于傳遞的信號，并提供給自動控制系統(tǒng);自動化裝置涉及控制系統(tǒng)中的傳感器、變送器、控制器、執(zhí)行機構等，包括他們的集成化、智能化技術和可靠性技術。本學科培養(yǎng)從事各種檢測技術與自動化裝置的研究、開發(fā)、設計等方面工作的高級專門人才。

本專業(yè)方向主要研究工業(yè)自動控制裝置，系統(tǒng)可靠性評估及設計，控制系統(tǒng)的自動測試方法，數(shù)據(jù)信息采集、傳輸、處理、轉換方法和相應設備，新型傳感器和儀表，傳感器數(shù)據(jù)融合理論及應用，動態(tài)系統(tǒng)故障診斷技術，工業(yè)現(xiàn)場總線技術，高速企業(yè)網(wǎng)絡組成及安全技術，新型大功率電子器件及應用，嵌入式系統(tǒng)的研究及相關產(chǎn)品的開發(fā)。

系統(tǒng)工程

"系統(tǒng)工程"是為了解決日益復雜的社會實踐問題而形成的從整體出發(fā)合理組織、控制和管理各類系統(tǒng)的綜合性的工程技術學科。系統(tǒng)工程以工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、軍事、資源。環(huán)境、經(jīng)濟、社會等領域中的各種復雜系統(tǒng)為主要對象，以系統(tǒng)科學、控制科學、信息科學和應用數(shù)學為理論基礎，以計算機技術為基本工具，以優(yōu)化為主要目的，采用定量分析為主、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(tǒng)分析、設計、控制和管理問題。系統(tǒng)工程理2論及應用;系統(tǒng)分析、設計與集成;系統(tǒng)預測、決策、仿真與性能評估;網(wǎng)絡信息技術、火控與指控系統(tǒng)技術;復雜系統(tǒng)信息處理、控制與應用技術。

自動控制已經(jīng)成為高技術的重要組成部分。當前，我國的經(jīng)濟建設正在蓬勃發(fā)展，各行各業(yè)的經(jīng)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(yǎng)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(yè)信息化系統(tǒng)與工程

為"控制科學與工程"一級學科下清華大學自主設置的二級學科。企業(yè)信息化系統(tǒng)與工程專業(yè)方向以工業(yè)社會形成的經(jīng)濟載體-企業(yè)為對象，研究應用信息技術為其管理模式、經(jīng)營模式、產(chǎn)品設計模式、生產(chǎn)制造模式改造的相關理論、技術、方法。因此本專業(yè)方向是在綜合控制、計算機、管理與機械等學科基礎上產(chǎn)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(xiàn)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(fā)，分析序列中表達的結構功能的生物信息。

擁有控制科學與工程國家一級重點學科的高校:

擁有控制科學與工程國家二級重點學科的高校:

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，分別于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、積淀深厚、發(fā)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(fā)展的對象，因而競爭極其激烈。此外，0803光學工程、0835軟件工程這兩個小學科也屬于信息領域。

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;參評高校共計83所。 (注:以下相同得分按學校代碼順序排列。)