一、学科概况控制科学与工程在本科阶段叫自动化,研究生阶段叫控制科学与工程,是一个非常宽泛的专业,应用范围很广,自动化该专业是以自动控制理论为主要理论基础,以电子技术、计算机信息技术、传感器与检测技术等为主要技术手段,对各种自动化装置和系统实施控制。专业有两个发展方向,第一个是工业过程控制方向,第二个是嵌入式系统方向。是计算机硬件与软件结合、机械与电子结合、元件与系统结合、运行与制造结合,集控制科学、计算机技术、电子技术、机械工程为一体的综合性学科专业。它具有控(制)管(理)结合,强(电)弱(电)并重,软(件)硬(件)兼施鲜明的特点,是理、工、文、管多学科交叉的宽口径工科专业。控制科学与工程是研究系统与控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。控制科学与工程学科在我国具有悠久光荣的历史,是由钱学森等老一辈科学家创建的。在半个多世纪的历史沿革中,本学科以综合性强、覆盖面宽、培养人才的基础厚且适应面宽而著称。控制科学与工程学科在理论研究与工程实践相结合、军民结合和学科交叉融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,以控制科学与工程学科为基础的自动化技术是人类文明的标志。自动化极大地提高了生产效率和产品质量,减轻了人类劳动,降低了原材料和能源消耗,创造了前所未有的社会经济效益和社会财富。自动化技术对实现国家实力的增长、生态环境的改善和人民生活水平的普遍提高具有重要意义。从航空航天到大规模的工业生产,从先进制造到供应链管理,从智能交通到楼宇自动化,从医疗仪器到家庭服务,自动化技术在提高生产效率的同时,也使我们的生活变得更加美好。自动化程度已成为衡量一个国家发展水平和现代化程度的重要指标。网络技术赋予控制科学与工程学科新的内涵,使其超越了时空的限制,增强了学科所涉及的不确定性、多样性和复杂性,既给学科发展带来了巨大的挑战,也获得了前所未有的发展机遇。二、学科内涵控制科学与工程以控制论、系统论、信息论为基础,各个行业的系统与控制共性问题为动力,研究在一定目标或指标体系下,如何建立系统模型,如何分析系统的特性和行为,特别是动态行为,系统内部之间、系统与环境的关系,采取何种控制与决策。本学科以数学分析、线性代数、数理统计与随机过程、电路电子技术、数字信号处理、计算机软硬件技术等为基础,专业理论包括自动控制原理、线性系统理论、泛函分析、最优控制、运动控制、系统优化与调度、系统辨识、智能控制理论、现代检测技术、多传感信息融合、计算机视觉与模式识别、机器视觉与机器学习、人机交互与人机系统、仿真建模理论、复杂系统的建模与仿真、分子生物学、生物化学和遗传学、导航理论与技术、导航与制导系统等。本学科研究方法包括理论与实际相结合,定量与定性相结合,实验与仿真相结合,软件与硬件相结合,信息获取与利用相结合,系统认知与优化相结合,科学分析与工程实践相结合,解决工程控制问题与凝练控制科学理论相结合,事实性、概念性、程序性知识学习、分析与评价和创造性高层次认知能力相结合等。三、学科范围控制科学与工程一级学科包括7个研究方向,分别是:(1)控制理论与控制工程;(2)检测技术与自动化装置;(3)系统工程;(4)模式识别与智能系统;(5)导航、制导与控制;(6)生物信息学;(7)建模仿真理论与技术,简要介绍如下:控制理论与控制工程控制理论与控制工程学科是以工程、经济、社会等系统为主要对象,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,分析各种控制策略和决策下动态系统的行为、受控后的系统状态以及达到预期动静态性能,是一门综合性学科。在工业化与信息化发展的驱动下,网络化、多变量、强耦合、非线性、不确定、动态约束等均融入了本学科的发展。本学科的主要研究方向包括:1.复杂过程系统建模与控制;2.复杂运动系统建模与控制;3.各类控制策略包括自适应控制、变结构控制、预测控制、智能控制、推理控制、容错控制等;4.动态系统故障诊断与预报、智能维护;5.新型控制系统与策略,包括离散事件动态系统、网络控制、信息流控制、量子控制等。检测技术与自动化装置检测技术与自动化装置学科研究控制系统中对象、环境、过程的信息提取、转换、传递与处理的理论、方法和技术,为控制系统的设计与实现提供信息基础和保障。检测技术主要研究将反映被测对象特征的参数转换为易于传递的信号,提供给控制系统,自动化装置主要研究控制系统中的传感器、变送器、控制器、执行机构等以及相应的集成化、智能化技术和可靠性技术。本学科的理论基础涉及物理学、信息理论、控制理论等,主要运用数学、力学、计算机技术、检测技术与仪器、计量学、智能理论及信息处理技术等开展研究,是一门以应用基础研究为主、理论与实践紧密结合的学科。本学科的主要研究方向包括:1.工业自动控制装置,新型传感器和仪表,嵌入式控制系统;2.工业现场总线,高速企业网络,传感器网络;3.信息采集、传输、处理、转换,软测量技术、多传感器信息融合;4.控制系统的自动测试方法,系统可靠性评估及设计。系统工程系统工程从系统整体出发,应用现代数学、计算机、网络计算等工具和手段,对系统的构成要素、组织结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务,以充分发挥人力、物力的潜力,达到系统的最优设计、最优控制、最优管理等目标。本学科的主要研究方向包括:1.系统科学理论:复杂系统理论、复杂网络理论等;2.系统建模与仿真:系统辨识、建模与仿真等;3.系统分析与优化:运筹学、数学规划、系统优化与调度等;4.决策理论与方法:决策理论、博弈论等;5.系统理论与方法的应用:系统工程理论与方法在包括工程、社会、经济、军事、环境生态、能源、农业、教育、水资源、人口等领域的应用,系统集成技术。模式识别与智能系统模式识别与智能系统以信息处理与智能控制理论为核心,以数学方法、计算机技术等为主要途径,研究对各种信息的处理、分类和理解的方法,并在此基础上分析、构建与完善智能系统,使其对外展现更高级的智能特性。本学科的主要研究方向包括:1.计算机视觉与图像处理:图像的获取、处理、分析、理解与辨识及应用,智能视觉系统;2.模式识别:文字、语音、图像、视频等媒体的识别及应用;3.智能计算与信息处理:机器学习、人工智能、群智能等智能计算理论,大规模知识处理与数据挖掘、信息融合与证据理论,复杂信息系统的优化;4.人工智能与智能系统:研究拟人的智能推理、启发式智能、群集智能、自然语言理解等,智能系统的构建与组成、共性基本特征和演化机理,自治系统的自主控制与决策规划,智能系统的应用等。导航、制导与控制导航、制导与控制学科是随着航海、航空和航天技术不断进步、2.基因组学、转录组学、蛋白质组学、系统生物学、合成生物学、群体遗传学等研究中的数据处理与分析方法;3.描述和分析复杂生命系统的信息科学理论与方法及其在生命与医学领域的应用。建模仿真理论与技术建模仿真理论与技术是以建模与仿真理论为基础,以计算机系统、物理效应设备及仿真器为工具,根据研究目标,对已有的或设想的系统,建立模型、构造与运行仿真系统,分析与评估仿真结果,从而对研究对象进行认识与改造的一门综合性、交叉性学科。本学科的理论基础包括建模仿真理论、仿真系统理论和仿真应用理论等。由数学、物理等公共基础和各应用领域的专业基础,以及建模仿真理论与技术的专业基础,综合构成了学科知识基础;由基于相似理论的仿真建模,基于网络化、智能化、协同化、普适化的仿真系统构建和全系统、全寿命周期、全方位的仿真应用思想综合构成了学科方法论。本学科的主要研究方向包括:1.建模仿真理论与方法:仿真建模理论、仿真相似理论、仿真方法论;2.仿真系统与技术、仿真应用工程:仿真系统理论、仿真系统支撑环境、仿真系统构建与运行技术;3.仿真应用工程:仿真应用理论、仿真可信性理论、仿真应用共性技术和各领域的仿真应用技术等。四、培养目标本学科培养从事控制科学理论研究、控制工程领域内各种控制技术与方法研究、控制系统开发与设计等方面的高级专门人才。1.学士学位牢固掌握自动化专业的基本理论,具备与计算机、通信和数学相贯通的专业知识,具有设计、开发和运行各种自动化装置与系统的能力。培养学生具有坚实数理基础和控制系统、智能系统、自动化仪表与装置、系统工程、计算机应用与网络、信息化技术等工程技术基础和专业知识,掌握控制系统分析与设计、研究与开发、集成与运行、管理与决策等基本理论和知识,树立较为全面的系统观念,具备在自动化及相关领域进行科学研究、技术管理、技术开发和知识创新的综合能力,具有较高的人文社会科学素质、宽广的专业知识、富有创新精神并具备实践能力的工程技术人才、管理人才、研究和开发人才。2.硕士学位培养学生掌握控制理论、先进控制系统与技术、工业控制、信息获取与检测技术、计算机技术、系统工程、导航制导与控制、人工智能与模式识别、生物信息处理、系统建模与仿真等方面坚实的基础理论和系统深入的专业知识,具有从事控制科学研究、系统设计与技术开发、解决实际工程控制问题的能力,了解本学科最新研究成果和发展动向,能用一门外国语熟练阅读专业资料及撰写科技论文,成为控制科学与工程学科的专门人才。3.博士学位培养学生在自动控制理论、人工智能、模式识别、系统工程、计算机应用、信息与信号处理、系统设计与仿真、检测技术等方面掌握坚实宽广的基础理论和系统深入的专门知识,具有独立从事控制科学理论研究和解决控制工程问题的能力,具有组织科学研究、技术开发与专业教学的能力,熟悉本学科最新研究成果和发展动态,能够熟练运用一门外国语进行学术论文写作和交流,成为控制科学与工程学科的高级专门人才。五、相关学科计算机科学与技术、信息与通信工程、电子科学与技术、电气工程、软件工程、机械工程、动力工程及工程热物理、管理科学与工程、仪器科学与技术、航空宇航科学与技术、船舶与海洋工程、交通运输工程、光学工程、系统科学、生物学等。控制科学工程就业方向:本专业毕业生可以胜任本专业或是相邻专业的教学、科研以及相关的技术、管理及其研究工作,据毕业学生就业统计来看,该专业的毕业生会选择在西门子、霍尼韦尔、和利时等自动化企业工作。控制科学工程是一个典型的工科类专业,当然对于本专业学生的动手能力的要求也是相当高的,毕业之后从事科研技术工作的人员是相当多的。控制科学工程(自动化)就业前景:由于20世纪下半叶,以信息技术为显著特征的第四次科技革命浪潮冲击着全球,对各国经济的发展起着极大的推动作用。能否抓住这一难得的发展机遇,就决定了世界各国能否在未来的国际竞争中占有有利的地位。我国在改革开放这一大好形势下,采取积极应对的态势,迎接着这一挑战。党和国家领导人十分重视自动化技术对国民经济的巨大作用,制订出了相应的措施,加大对自动化专业教育的投资,在各高校纷纷设立实验室,改善教学环境以培养出更多出色的专业人才。在自动化专业领域内涌现出一大批优秀的专家、学者。曾担任同济大学校长、教授、博士生导师、中国自动化学会理事、IEEE高级会员的吴启迪教授,长期从事现代控制理论与应用,已出版专著1部、译著4部,发表学术论文余篇。先后主持完成科研项目20余项,并曾获国防科工委重大技术改进二等奖,电子工业部科技成果一等奖,上海市科技进步三等奖等多项奖项。南京东南大学自动控制系和自动化研究所不仅拥有以钱钟韩教授,冯纯伯教授两位中科院院士为首的高水平学科带头人,还拥有一批理论基础扎实,实践经验丰富,掌握计算机先进技术的中青年技术骨干。该专业毕业生有着广阔的就业渠道,因为自动化技术的应用广泛,其就业领域也五花八门。正因为如此,有些同学在择业时容易产生“皇帝的女儿不愁嫁”的心理,认为自己的自动化专业紧俏,社会需求量大,工作单位可以随自己挑。尽管学生就业实行的是“双向”选择的政策,你选用人单位,但用人单位也在选你。所以千万不要表现出一种“皇帝的女儿不愁嫁”的姿态,自我感觉很了不起,这样只会引起用人单位的反感甚至最终不录用你。谦虚、踏实、稳重是该专业毕业生在择业时的第一选择。根据近几年毕业生就业的情况看,他们的工作都非常理想,收入状况也颇为乐观。与该专业就业领域相关联的行业借助市场经济的搞活和对外开放程度的加深,也获得了飞速发展。民航、铁路、金融、通信系统、税务、海关等部门的自动化程度越来越高,科研院所、高科技公司也借助强大的人才优势,发展迅猛。未来随着自动化技术应用领域的日益拓展,对这一专业人才的需求将会不断增加,自动化专业的毕业生也将借助这一技术的广泛应用而在社会生活的各个领域、经济发展的各个环节找到发挥自己专长的理想位置。自动化专业一直以来是社会急需的人才。包括电气自动化、铁路、化工等诸多领域。自动化工程师——从事自动化系统的维护、优化等工作;自动化设计师——从事自动化系统的设计和开发;软件工程师——处理自动化系统中相关的软件的设计和开发。还可以从事教学和相关的研究工作。这次双一流的推出国家在以下中国九所工科类顶尖大学确立控制科学与工程专业为建设一流学科重点,显示出国家对该专业人才的需求还是巨大的。北京大学清华大学北京航空航天大学北京理工大学东北大学哈尔滨工业大学上海交通大学东南大学浙江大学
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