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控制科学与工程的学科关系

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  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,本学科下设的七个二级学科:“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”、“企业信息化系统与工程”和“生物信息学”。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”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”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”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。

  “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”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2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。

  为“控制科学与工程”一级学科下清华大学自主设置的二级学科。企业信息化系统与工程专业方向以工业社会形成的经济载体—企业为对象,研究应用信息技术为其管理模式、经营模式、产品设计模式、生产制造模式改造的相关理论、技术、方法。因此本专业方向是在综合控制、计算机、管理与机械等学科基础上产生的交叉学科。

  生物信息学(Bioinformatics)是在生命科学的研究中,以计算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。它是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一,同时也将是21世纪自然科学的核心领域之一。其研究重点主要体现在基因组学(Genomics)和蛋白质组学(Proteomics)两方面,具体说就是从核酸和蛋白质序列出发,分析序列中表达的结构功能的生物信息。

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