控制科学与工程
控制科学与工程 一级学科
控制科学与工程一级学科控制科学与工程是针对系统的控制和优化进行研究的学科。
该学科是从自动控制理论、系统理论、信息论、优化方法、计算机科学、人工智能等学科中发展起来的一门综合性学科。
其研究对象是各类复杂的动态系统，研究内容涵盖了模型建立、控制理论、优化方法、仿真设计、采集处理等方面。
控制科学与工程的研究目标是将一定的调节手段和控制战略应用于系统，实现系统状态的可控与可调节，提高系统的性能指标。
其主要研究内容包括控制系统的建模与仿真、控制系统的设计与实现、控制系统的诊断与维护等方面。
这些内容都是基于系统理论、控制理论、数学方法以及计算机技术等领域的基础之上展开的。
控制科学与工程的学科特点有以下几个方面：1. 以系统为研究对象，包含多学科交叉。
控制科学与工程既涉及到数学、物理学知识的理论基础，又涉及到工程技术的实践应用，同时还涉及到计算机科学、人工智能等学科的方法与工具，具有多学科交叉的特点。
2. 以控制方法为核心，强调系统的控制与优化。
控制科学与工程主要以控制方法为核心，研究如何使系统达到所希望的状态或性能指标，其中包括传统的自动控制、现代的智能控制、优化方法等。
3. 研究内容广泛，面向未来。
控制科学与工程涉及到的领域很广，不仅包含了生产制造、交通运输、航空航天、电力电力、水利水电等传统领域，还包括了能源和环境、生物医学、信息和通信技术等面向未来的领域。
4. 涉及到实际应用，强调工程实践。
控制科学与工程研究所得的成果往往需要在实际应用中进行验证，因此，该学科非常注重工程实践，强调理论与实践相结合，以实际问题为导向。
1. 控制系统理论：包括控制系统建模、系统稳定性分析、控制系统的性能评估等。
2. 自动化控制：包括传统的PID控制、比例积分微分控制、现代的模糊控制、神经网络控制、自适应控制等。
3. 优化控制：包括多目标优化控制、鲁棒控制、最优控制等。
4. 系统仿真：包括控制系统仿真、产品设计仿真、工厂仿真等。
控制科学与工程就业方向
控制科学与工程就业方向控制科学与工程是一个广泛而深入的领域，涵盖了自动化、机器人、计算机控制、电子工程等多个专业。
在当今社会的不断发展中，控制科学与工程领域的发展也越来越受到重视。
随着科技的不断进步，控制科学与工程在各个领域中都扮演着重要的角色。
它们不仅可以为生产和制造提供技术支持，也可以改善人们的生活质量。
在控制科学与工程领域中，就业方向非常广泛。
毕业生可以选择从事研发、设计、生产、销售等多个方面的工作。
以下是一些控制科学与工程领域的就业方向。
一、自动化工程师自动化工程师是控制科学与工程领域中最常见的职业之一。
他们的工作是设计、开发和维护各种自动化系统，包括工业生产线、机器人、自动化仓库等。
在这个岗位上，需要具备扎实的电子、机械、计算机等多个方面的知识，并能够进行系统集成和调试。
二、控制系统工程师控制系统工程师是负责设计和开发控制系统的专业人员。
他们需要对控制系统的原理和理论有深刻的理解，并能够根据客户需求制定相应的方案。
控制系统工程师的工作领域也非常广泛，可以涉及到工业自动化、交通运输、航空航天等多个领域。
三、电气工程师电气工程师是控制科学与工程领域中的重要职业之一。
他们的工作是设计和开发各种电气设备和系统，如发电站、变电站、电力系统等。
他们需要具备电力系统和电子技术的专业知识，并能够熟练掌握相关软件和工具。
四、机器人工程师机器人工程师是控制科学与工程领域中的新兴职业之一。
他们的工作是设计、研发和生产各种机器人，如工业机器人、服务机器人、家庭机器人等。
机器人工程师需要具备机械、电子、计算机等多个方面的知识，并能够进行机器人的编程和控制。
五、软件工程师软件工程师是控制科学与工程领域中非常重要的职业之一。
他们的工作是设计、开发和维护各种软件系统，包括控制系统、自动化系统、计算机软件等。
软件工程师需要具备计算机科学、软件工程等方面的专业知识，并能够进行软件系统的开发和测试。
六、技术支持工程师技术支持工程师是控制科学与工程领域中非常重要的职业之一。
控制科学与工程
软件开发平台
为了简化控制系统的软件开发 ，现在有很多通用的软件开发 平台，如组态软件、嵌入式开 发平台等，这些平台提供了丰 富的库函数和工具，方便开发 者快速开发出满足需求的控制 系统软件。
03
实时操作系统
04
为了满足控制系统的实时性要求， 通常会选择实时操作系统（RTOS） 来进行软件开发。RTOS能够提供 多任务管理和任务间的通信机制， 保证控制算法的实时性。
控制科学与工程在人工智能领域的应用前景
智能控制
控制科学与工程将应用于智能家居、智 能交通等领域，实现各种智能设备的互
联互通和协同工作。
机器人技术
控制科学与工程将应用于服务机器人、 工业机器人等领域，提高机器人的自
主性、灵活性和安全性。
机器学习与数据驱动控制
利用机器学习技术对大量数据进行处 理和分析，实现控制系统的优化和自 适应调整。
能控性能和能观性能
描述系统状态变量可控制和可观测的程度的指标。
03
控制系统的设计与优化
控制系统设计的基本原则
稳定性原则
控制系统必须能够稳定运行，避免因外部干扰或 内部参数变化而产生过大的误差或失控。
快速性原则
控制系统应具有较好的响应速度，能够快速地跟 踪输入信号的变化，并及时作出调整。
ABCD
准确性原则
牛顿法
通过构造海森矩阵并求解其线性方程组来找到最优解，适用于非线性 约束优化问题。
遗传算法
模拟生物进化过程的自然选择和遗传机制，通过种群迭代和基因变异 来寻找最优解，适用于多变量、非线性优化问题。
粒子群优化算法
模拟鸟群、鱼群等生物群体的行为模式，通过个体间的相互协作和信 息共享来寻找最优解，适用于连续或离散空间的优化问题。
0811控制科学与工程二级学科
序一、引言0811控制科学与工程二级学科的内涵0811控制科学与工程二级学科的发展历程二、控制科学与工程的基本概念2.1 控制科学与工程的定义2.2 控制科学与工程的基本原理2.3 控制科学与工程的研究对象与范围三、控制科学与工程在工程领域中的应用3.1 控制理论在工程中的应用3.2 控制工程在不同行业中的应用3.3 控制科学与工程对工程技术的推动作用四、控制科学与工程的发展趋势4.1 基于新技术的控制科学与工程发展趋势4.2 控制科学与工程在智能化领域的应用4.3 控制科学与工程在未来社会中的地位和作用五、总结与回顾5.1 控制科学与工程的重要性和影响5.2 个人对控制科学与工程的理解5.3 个人对控制科学与工程的展望六、参考文献------引言0811控制科学与工程二级学科的内涵在全球范围内，控制科学与工程一直是工程技术领域中的重要学科之一。
控制科学与工程是一门综合性的学科，它涉及到自动控制、信息处理、智能系统、模型预测控制等多个方面的内容。
随着科学技术的不断发展，控制科学与工程的应用范围也在不断扩大，对于提高工程技术的质量和效率起着至关重要的作用。
0811控制科学与工程二级学科的发展历程控制科学与工程作为二级学科，其发展历程可以追溯至数百年前的古希腊时期。
随着工业革命的到来，控制科学与工程逐渐崭露头角，在汽车、航空航天、电子通信和生产制造等领域发挥着不可替代的作用。
随着信息技术和人工智能的快速发展，控制科学与工程的研究领域也在不断拓展，成为当今世界高科技领域的重要组成部分。
控制科学与工程的基本概念2.1 控制科学与工程的定义控制科学与工程是一门研究控制系统及其在各个领域中应用的学科。
它主要研究如何通过对系统的输入、输出和内部状态进行监测和调节，以实现对系统运行状态的控制和调整。
2.2 控制科学与工程的基本原理控制科学与工程的基本原理包括反馈原理、预测原理、鲁棒控制原理等。
通过这些基本原理，人们可以对系统的运行状态进行监测，并及时对系统进行调整和改进，以达到预期的控制效果。
工程师中的控制科学与工程知识点梳理
工程师中的控制科学与工程知识点梳理在工程师的职业中，控制科学和工程是非常重要的一部分。
它涉及了许多关键概念和知识点，对于工程师们来说理解和掌握这些内容至关重要。
本文将对工程师中的控制科学与工程的知识点进行梳理。
一、控制科学的基础概念1. 控制系统：控制系统是指由输入、输出和反馈组成的一个整体，通过对输入信号进行处理和反馈调节输出信号以达到控制目标的过程。
2. 控制器：控制系统中的关键部分，它接收输入信号和反馈信号，并产生输出信号来控制被控制对象。
3. 控制对象：控制系统中需要被调节和控制的对象或过程，比如机器人、电机等。
4. 开环控制与闭环控制：开环控制是指控制器输出信号不受反馈信号影响的控制方式，闭环控制是在开环控制的基础上添加反馈元件，通过对反馈信号的调节来实现更准确的控制。
二、控制工程的基本原理1. 反馈原理：控制系统中的反馈机制可以将输出信号与期望信号进行比较，并对差异进行修正，以实现控制系统的稳定性和准确性。
2. 控制对象动态特性：控制对象会受到其自身的特性和环境的影响，了解和分析控制对象的动态特性是设计有效控制系统的重要前提。
3. PID控制器：PID（比例-积分-微分）控制器是最常用的控制器之一，它根据当前误差的大小，以及过去误差和未来误差的变化趋势来决定输出信号。
三、控制理论与方法1. 系统建模：通过对被控制对象的特性进行数学建模，可以获得系统的数学描述，为控制设计提供基础。
2. 线性控制系统理论：线性控制系统是指控制对象以线性特性变化的系统，其设计方法主要基于线性控制理论，如根轨迹法和频率响应法等。
3. 非线性控制系统理论：非线性控制系统是指控制对象以非线性特性变化的系统，其设计方法则需要使用非线性控制理论，如滑模控制和自适应控制等。
4. 状态空间理论：状态空间理论是一种系统的描述方法，通过描述系统的状态变量来进行控制系统的设计和分析。
5. 最优控制理论：最优控制理论是一种通过优化目标函数来设计控制系统的方法，通过最小化性能指标来获得最优控制策略。
控制科学与工程专业介绍
控制科学与工程专业介绍
控制科学与工程专业是理学、工学双学位专业。
它由控制系统、系统
分析、传感器技术、模拟技术、计算机硬件和软件组成，是以控制理论、
系统分析理论、传感技术、信号处理理论和信息系统技术为基础的综合技
术应用学科。
控制科学与工程专业的教学内容，以活动和实验实践为主，另外涉及
以下几方面：①控制原理和技术：控制系统的模型建立、系统性能的分析、建模、控制及状态变量的估计等；②模块技术：介绍传感器技术，计算机
硬件及软件，计算机网络技术，系统仿真技术，虚拟实验技术；③实践技能：在实验室中的控制系统设计、编程、实施，以及控制系统的维护和管理；④常用控制系统和模拟技术：介绍常用控制系统的基本原理，如模型
控制、PID控制和模糊控制等；介绍模拟技术的基本原理，如模拟信号处理、模拟控制和模拟系统等；⑤PLC技术：介绍PLC硬件及软件，及如何
进行PLC编程，故障诊断及维护；。
控制科学与工程学科分类号
控制科学与工程学科分类号
（原创实用版）
目录
1.控制科学与工程学科简介
2.控制科学与工程的学科分类号
3.控制科学与工程学科的重要性
正文
【1.控制科学与工程学科简介】
控制科学与工程是一门研究控制理论、控制方法和控制技术的学科，它主要研究在不确定性环境下，如何通过控制方法和技术来实现对复杂系统的稳定、精确和优化控制。
控制科学与工程学科在现代科技领域中具有重要的地位，它广泛应用于自动化、机器人、人工智能、航空航天、交通运输、电力系统等众多领域。
【2.控制科学与工程的学科分类号】
在我国，控制科学与工程学科的分类号为 0811。
该学科涵盖了控制
理论与控制工程、检测技术与自动化装置、系统工程、模式识别与智能系统、导航制导与控制等专业领域。
【3.控制科学与工程学科的重要性】
控制科学与工程学科在现代科技领域中具有举足轻重的地位。
它为各个领域提供了先进的控制理论和技术，使得各个领域的系统能够更加稳定、精确和优化地运行。
同时，控制科学与工程学科也是培养自动化、机器人、人工智能等领域的高级人才的重要基地。
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控制科学与工程就业方向
控制科学与工程就业方向控制科学与工程是一门涉及到自动化、电子信息、计算机等多个领域的交叉学科，其应用范围广泛，包括航空航天、能源化工、自动化设备、交通运输等众多领域。
因此，控制科学与工程的就业方向也非常广泛。
本文将从以下几个方面详细介绍控制科学与工程的就业方向。
一、航空航天领域在航空航天领域，控制科学与工程是一个非常重要的应用领域。
在这个领域中，控制科学与工程主要涉及到飞行器的姿态稳定性和控制性能、飞行器导航和引导技术、飞行器自适应控制技术等方面。
因此，在这个领域中从事相关研究和开发的人才需求非常大。
对于想要从事航空航天领域相关工作的人来说，具备扎实的数学基础和较强的编程能力是必不可少的。
二、能源化工领域在能源化工领域中，控制科学与工程主要涉及到化工过程自动化控制、石油化工装置控制、电力系统控制等方面。
这些领域的发展需要大量的自动化技术和智能控制技术支撑，因此，从事这些领域相关工作的人才需求也非常大。
对于想要从事能源化工领域相关工作的人来说，需要具备较强的数学基础和自动化控制理论知识，并且需要熟练掌握各种自动化软件和编程语言。
三、自动化设备领域在自动化设备领域中，控制科学与工程主要涉及到机器人技术、智能仪器仪表、智能家居等方面。
这些领域的发展需要大量的自动化技术和智能控制技术支撑，因此，从事这些领域相关工作的人才需求也非常大。
对于想要从事自动化设备领域相关工作的人来说，需要具备较强的数学基础和机械设计理论知识，并且需要熟练掌握各种机器人软件和编程语言。
四、交通运输领域在交通运输领域中，控制科学与工程主要涉及到交通信号控制、智能交通系统、车辆控制系统等方面。
这些领域的发展需要大量的自动化技术和智能控制技术支撑，因此，从事这些领域相关工作的人才需求也非常大。
对于想要从事交通运输领域相关工作的人来说，需要具备较强的数学基础和交通运输理论知识，并且需要熟练掌握各种交通管理软件和编程语言。
五、就业前景分析总体来说，控制科学与工程的就业前景非常广阔。
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南开大学 415 控制综合基础（含自控原理、现代控制各 75 分） 复试：考试内容涉及科目：计算机网络、操作系统、数据库原理、数据结构、运筹学、计算 机原理、控制原理、离散数学
清华大学 435 电路原理 复试: [01 双控] 控制理论（经典控制及现代控制） [02 检测] 电子技术（模拟电子技术、数字电子技术） [03 系统 04 导航 05 企业信息化系统与工程] 运筹学或控制理论（经典控制及现代控制） [06 模式 07 生物信息学]信号与系统
上海交通大学 [双控/检测/系统/模式/导航] 405 自动控制理论或 410 计算机基础 I 或 413 信号系统与信号处理或 419 计算机基础 II 或 423 高等代数或 426 微型计算机原理与应用或 435 运筹学与概率统计或 488 电路基本理论 复试："自动控制理论"或者"微型计算机原理与应用"选择其一，但不能与初试考试科目相同。
控制科学与工程[自动化]招生单位专业课类比
本表所统计专业课的仅是“0811 控制科学与工程”一级学科下属的几个专业（二级学 科）。双控=控制理论与控制工程；检测=检测技术与自动化装置；系统=系统工程；模式=模 式识别与智能系统；导航=导航、制导与控制；复试——指的是复的学院，也一并列 出。
湖南大学 425 微机原理及应用
复试专业课：897 自动控制原理
华东理工大学 415 微机原理或 416 控制原理 复试：a)微机原理（初试选考控制原理者），b)控制原理（初试选考微机原理者）
华南理工大学 [双控/检测/模式]433 自控基础综合(含自动控制原理、现代控制理论) 复试：931 自动控制系统(运动控制或过程控制)和微机原理及应用 [系统工程]433 自控基础综合(含自动控制原理、现代控制理论)或 434 应用数学基础(含概率 论、常微分方程) 复试：931 自动控制系统(运动控制或过程控制)和微机原理及应用或 933 数学综合(线性代数、 数学分析)
福州大学 412 电路及自动控制理论 复试科目：现代控制理论
广东工业大学 [双控/检测/模式](427)自控原理或(431)微机原理(自)或(432)电子技术(自) [系统工程](427)自控原理或(431)微机原理(自)或(433)数据库(自)] 复试：初试未选考的另外两门专业课
国防科学技术大学 自动控制原理（416） 复试：A、电子技术基础（514）B、微机原理（515）注：A、B 选一
东华大学 424 自动控制理论或 425 电路原理或 426 微型计算机原理及应用 复试笔试科目：[双控/智能/系统]现代控制理论基础或计算机控制技术 [检测]电子技术或计 算机控制技术
东南大学 934 电路或 981 自动控制原理或 933 高等代数(选 933 科目限招 5 人) 复试笔试科目：选 934 考自动控制原理；选 981 考电路；选 933 考概率论及常微分方程 复试条件：自动控制系 53/80/340 (总分>=380 分，单科（限一门）可降 2 分
太原理工大学 430 自动控制理论（含现代控制理论）或 431 数字电子技术 复试： [双控/系统/模式]1、模拟电子技术; 2、微机原理; 3、C 语言。三门任选一门 [检测] 1)电子技术基础 2）专业英语
天津大学 [双控]自动控制原理 复试：微机控制系统 或者 高等代数 复试：最优化方法（线性规划、非线性规划） [检测]自动控制原理 复试：检测技术及过程控制系统 或者 高等代数 复试：最优化方法（线性规划、非线性规划） [智能]自动控制原理 复试：电子技术
河海大学 [双控]422 电路或 478 数字电路与模拟电路 复试科目：969 自动控制原理、微机原理与接口 技术 [检测]422 电路或 427 自动控制原理基础 复试科目：963 微机原理与接口技术 [模式]422 电路或 438 数据结构及程序设计 复试科目：935 操作系统、编译原理、数据库 原理
第二炮兵工程学院 自控原理（含电子技术） 复试：学科专业综合课考试（笔试）
电子科技大学 418 数字电路或 436 自动控制原理 复试：《微机原理》
东北大学 [双控/导航]838 自动控制原理 复试：综合知识一 （1.电路原理部分 30%，2. 微机原理部分 30%，3.计算机控制系统部分 40%），综合知识二（1. 线性代数 40%，2. 微分方程 40%，3. 概率论 20%），考生二选一 [检测]837 检测技术或 838 自动控制原理 复试：综合知识（1、单片机原理及接口技术 50%，2、单片机 C 语言程序设计 50%）： [系统]838 自动控制原理或 843C 语言程序设计与数据结构 复试：综合知识一：包括：1、 电路原理部分 30% 2、微机原理部分 30%，3、计算机控制 系统部分 40%； 综合知识二：包括：1、数据库 40%2、软件工程 30%，3、计算机网络 30% 考生二选一 [模式]838 自动控制原理 复试：综合知识（1、微机原理 50%，2、计算机控制系统部分 50%）
重庆大学 [光电工程学院]微机原理及应用、[自动化学院]444 微型计算机原理、445 自动控制原理 复试：[光电工程学院]大学物理(电磁学部分)、[自动化学院]自动化专业基础综合考试（古典 控制与计算机控制基础任选一）
大连理工大学 404 高等代数、453 信号与系统 （含随机信号 20%）、454 自动控制原理(含现代 20%) 三 选一 复试：①《计算机原理》+ ②《检测技术及仪表》 +③《电路理论》综合，①40%②30%③ 30%
北京邮电大学 [双控][模式]404 信号与系统或 410 自动控制理论或 425 人工智能 [检测]407 电子技术或 410 自动控制理论 复试： [双控]数据结构 控制与智能 [模式]微机原理 数字电路与逻辑设计 人工智能 [检测]1.控制工程基础 2.检测技术与测试信号处理 3.微机原理与接口技术（三选二）
昆明理工大学 ④820 自动控制原理 复试：计算机控制
南京航空航天大学 420 自动控制原理 复试：531 微机原理及应用
南京理工大学 电路、控制理论基础、微机原理与接口技术 三选一，（亦可选考本校应用数学专业的专业基 础课：高等代数） 复试：电路、控制理论基础、微机原理与接口技术 三选一，不能与初试科目相同
哈尔滨工程大学 [双控/检测/模式/导航]412 自动控制原理 复试：微机原理及应用 [系统] 413 微机原理及应用 复试：①自动控制原理 ②运筹学 二门任选其一
哈尔滨工业大学 401 控制原理（覆盖现代控制理论） 复试：电路+电子技术+自动控制元件 各 1/3
合肥工业大学 [双控]自动控制原理 [检测]电子技术（包括模电、数电） 复试：微机原理
北京工业大学 421 自动控制原理 复试：1、电子技术 2、计算机原理
北京航空航天大学 [双控] 432 控制理论综合或 433 控制工程综合 [检测] 433 控制工程综合或 436 检测技术综合 [系统] 431 自动控制原理或 451 材料力学或 841 概率与数理统计 [模式] （自动化学院）433 控制工程综合或 436 检测技术综合、（宇航学院）423 信息类专 业综合或 431 自动控制原理或 461 计算机专业综合 [导航] （自动化学院）432 控制理论综合或 433 控制工程综合、（宇航学院）431 自动控制 原理 复试：无笔试。1) 外语口语与听力考核；2) 专业基础理论与知识考核；3) 大学阶段学习成 绩、科研活动以及工作业绩考核；4) 综合素质与能力考核
同济大学 [双控/检测/系统]④424 自动控制原理 422 模拟和数字电路 421 电路分析 423 通信原理 425 数据结构与程序设计 (任选) 复试：微机原理与应用 [模式] ④425 数据结构与程序设计 复试：综合考试（《微型计算机系统原理及应用》《数据库概论》《UNIX 操作系统》《编译原 理》）
复试：1．电路、2．微机原理 [模式] 421 信号、电路与系统 复试：1.随机信号处理、2.高频电子线路；
西安交通大学 [电气工程学院 双控]410 电路 复试：自动控制理论或电力电子技术 [电子与信息工程学院] 411 自动控制原理与信号处理 复试：[双控/检测/系统]微机原理与接 口技术 [模式] 数字信号处理
吉林大学 810 自动控制原理或 811 常微分方程 复试：综合（计算机控制技术、自动控制系统、或矩阵分析）
江南大学 805 电路或 806 自控原理 复试：电类综合（电路分析基础、数字电子技术）
空军工程大学 [检测]405 自动控制原理或 404 微机原理 复试：[工程学院]航空检测技术 [导弹学院]计 算机控制技术 [系统]403 概率论与数理统计或 404 微机原理 复试：[工程学院]航空维修管理 [导航]405 自动控制原理 复试：[工程学院]惯性导航与组合导航或微机原理 [导弹学院] 计算机控制技术
山东大学 自动控制原理(含现代控制理论) 复试： [双控]《微机原理及应用》为必考；《电力电子技术》、《信号与系统》、《自动检测技术》三 门选一。 [检测][系统][模式]《电力电子技术》、《微机原理及应用》、《信号与系统》、《自动检测技术》 四门选二。
上海大学 449 自动控制理论（含经典和现代）或 448 模拟与数字电路 复试：微机硬件及软件(C 语言或 PASCAL 语言)
华中科技大学 [控制系]428 运筹学 429 自动控制原理（经典控制理论、现代控制理论） [图像所]424 信号与线性系统 429 自动控制原理（含经典控制理论、现代控制理论） 431 电子技术基础 432 数据结构 434 计算机组成原理 438 物理光学 复试： [控制系]专业综合考试。笔试考题分两组，第一组为微机原理及应用（含单片机），电路理 论，计算机网络，数字电路和其他综合（如计算机 C 语言等）；第二组为数据结构、管理信 息系统、数据库、数字电路和其他综合（如计算机 C 语言等）。除原报考系统、系统信息化 技术和系统分析与集成专业且初试专业课考“运筹学”科目的考生可选择第二组外，其他考 生一律选择第一组综合。 [图像所]考试科目：微机原理。