控制科学与工程是专门研究控制的理论、技术及其工程应用的学科,其应用遍及日常生活和生产的诸多领域,在人工智能、互联网、通信、航天航空等领域都有重大应用。为了满足社会发展对控制科学与工程人才的需要,国内许多高校都开设了相应的学科。

在目前的学科设置中,控制科学与工程属于工科门类下的一级学科,在高校本科教学阶段一般称为“自动化”,研究生阶段才称为“控制科学与工程”。一级学科下面设有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,生物信息学,以及脑与认知科学等二级学科

经过近百年的发展,国内高校已经建成了控制科学与工程学科完善的教学体系,强校林立,其中不仅包括清华大学、浙江大学、东北大学、上海交通大学、西安交通大学这样的综合性大学,也包括北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、华中科技大学、国防科技大学等理工科见长的大学。这9所大学的控制科学与工程学科,也正是国家一级重点学科。

在第四轮学科评估中,控制科学与工程作为热门学科竞争异常激烈,清华、浙大和哈工大等3所大学获得A+,北航、北理、东大、上交、国防科大等5所高校获得A,同时还有哈工程、华科等8所高校获得A-。由于第五轮学科评估没有公布最终结果,如果有的话,想必也是这些高校之间在竞争。

在2022年第二轮“双一流”中,该学科入选“世界一流学科”建设名单的高校有9所,大致也是在学科评估中获得A+和A的院校。需要指出的是,由于清华大学是自主决定创建的学科,故没有在该名单里面。

下面,我们来详细介绍一下,控制科学与工程学科最具优势的6所高校。

清华大学-自动化系

清华大学-自动化系

清华大学是国内最早开设和建设控制工程与科学相关专业课程的高校之一,相关专业归属于学校的自动化系,于1970年整合了相关专业的优势资源而成立。五十多年来,清华的自动化系一直是国内控制科学与工程领域高水平人才培养和学术研究的中心,其综合实力水平引领国内高校发展。

清华的自动化系综合实力之强,位于国内高校的金字塔塔尖,学科设置完整,有7个专业方向。该学科不仅是控制科学与工程一级学科国家重点学科,在2006年和2012年的学科评估中,均列全国高校首位,在2017年的第四轮学科评估中获评最高水准的A+。

根据清华官网介绍,自动化系拥有近百位教师,其中教授、研究院40名,包括4名两院院士、3名长江学者特聘教授在内的行业顶尖学者领衔,包括信息处理和生物信息学专家李衍达院士,复杂网络化系统和能源典礼系统专家管晓宏院士,集成制造系统和工业智能专家吴澄院士,以及成像与智能专家戴琼海院士等,引领学科研究和人才培养。

在清华,吴澄院士领导的国家计算机集成制造系统工程技术研究中心,由清华的自动化系、精密仪器与机械学系、机械工程系等院系联合创建,是国内领先的多学科研究联合体,获得了美国制造工程师学会颁发的国际大奖“大学领先奖”,迄今为止共获得1次国家自然科学二等奖、8次国家科技进步二等奖在内的重量级大奖。同时,多维多尺度计算摄像北京市重点实验室、清华大学智能无人系统研究中心等重大科研平台,也为清华发展控制工程与科学注入源源不断的力量。

上海交通大学-电子信息与电气工程学院

上海交通大学-电子信息与电气工程学院

上交的控制科学与工程学科,是学校电子信息与电气工程学院的一部分,最早可以追溯到1943年由我国控制科学先驱张钟俊院士创建的交大电信研究所。80年的发展历程中,上交的控制科学与工程学科日益强大,是一级学科国家重点学科,入选世界一流学科建设名单,在第四轮学科评估中获得A,在国内外高校具有重要学术地位和影响力。在2022年软科世界一流学科排名中,上交的控制科学与工程名列国内首位,全球第三,也是国内唯一跻身前十强的高校。

目前,上交的控制科学与工程领域汇集了大量国内外名师,有国家级人才计划入选者6人,以及外籍院士1名,IEEE/IFAC Fellow 4人,他们当中,有教师获2020年IEEE 控制系统协会最高奖,有教师担任 IEEE非线性系统与控制技术委员会主席,担任IEEE-IES工业信息学技术专委会主席等,都是自己所在研究领域的翘楚。学院有射频异质异构集成全国重点实验室、信息内容分析技术国家工程研究中心等7大国家级研究基地,以及十余个省部级研究平台,综合水平在国内遥遥领先。

迄今为止,上交已经培养了控制科学与工程领域的多位学术领军人物,包括长三甲火箭总设计师龙乐豪院士,中国大系统理论与应用的重要创始人之一万百五,自动控制及系统工程专家陈珽,英国皇家工程院院士杨广中等。上交的自动化研发团队在2015年、2017年和2018年接连获得3次国家自然科学二等奖,主导完成的开发智慧炼油、无人车、消毒机器人、海上救援系统等研究成果,在社会生产中发挥重大作用。

哈尔滨工业大学-航天学院

哈尔滨工业大学-航天学院

控制科学与工程学科是哈工大最强大的学科之一,起源于学校在1955年建立的国内最早的自动控制学科。目前,该学科归属于哈工大的航天学院,研究方向也偏向于航天航空和飞行控制领域,包括鲁棒和受限控制理论及其航天应用、飞行器制导控制与复杂系统仿真评估、智能自主导航等。

哈工大的控制科学与工程学科,为一级学科国家重点学科,在第四轮学科评估中获得A+,同时也毫无争议地入选“世界一流学科”建设名单。该学科的科研和教学队伍堪称豪华,航天学院的余梦伦院士、王子才院士、段广仁院士等,都是控制理论与制导技术等领域的学术带头人。

学院创建了微小型航天器技术国防重点学科实验室,深空探测着陆与返回技术国防重点学科实验室等重大科研平台,成为科研团队研究控制理论与控制工程的神兵利器。近十年来,该学科领域的科研团队共承担国家重大科技专项、国家自然科学基金等国家级项目500余项,获得多项“国家三大奖”奖项,尤其是在航天领域的多项重大成果,为航天事业作出杰出贡献。

北京航空航天大学-自动化科学与电气工程学院

北京航空航天大学-自动化科学与电气工程学院

北航的控制科学与工程学科,由国内著名的控制专家林士谔、文传源、高为炳(中科院院士)等学术先驱在1954年创立,近70年来的发展壮大,已经成为国内重要的航空航天自动化领域的科研基地和高素质人才培养基地。

目前,该学科归属于学校的自动化科学与电气工程学院,下面设置有6个二级学科,为一级学科国家重点学科,也是创建世界一流学科的实力担当,在第四轮学科评估中获得A。由李伯虎院士,以及贾英民教授、焦宗夏教授等“长江学者”领先的强大专家团队,成为北航控制科学与工程无可替代的优势资源。

作为北航的强势学科,控制科学与工程学科不仅人才荟萃,更有大批先进的研究设备为进军学术前沿助阵。除了虚拟现实技术与系统国家重点实验室、飞行器控制一体化技术国防科技重点实验室、可靠性与环境工程技术国防科技重点实验室、复杂产品先进制造系统教育部工程研究中心等国家级、省部级的研究与教学基地之外,还有依托北航所建设的航空科学与技术国家实验室,更是国家航空科技基础研究和前沿高技术创新的核心力量。

近五年来,北航的控制科学与工程学科获国家技术发明一等奖1项,国家科技进步一等奖1项、二等奖2 项,获得授权发明专利超过100项,建成了控制学科创新型人才培养体系,更围绕国家航空航天领域重大战略需求开展研究与咨询,为航空航天领域的健康发展保驾护航。

浙江大学-控制科学与工程学院

浙江大学-控制科学与工程学院

浙大是一所发展全面的综合性大学,控制科学与工程是浙大的强势学科之一。早在1956年,浙大的王仁东、王骥程、李海青等前辈便开始筹建并创办“化学生产的操纵及检验仪器”专业,后来“化工生产过程自动化及仪表”,被当作是浙大控制科学与工程学院的源头。

近70年来,浙大的控制学科日益完善,成为一级学科国家重点学科,专业设置上覆盖了控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、系统工程、检测技术与自动化装置、导航制导与控制等5个二级学科。同时,在第四轮学科评估中,浙大的控制科学与工程获评最好的A+,也是“世界一流学科”建设高校。

在浙大,孙优贤院士等学科带头人领衔的100多为教研人员中,超过半数具有正高级职称,他们瞄准国家重大工程和装备运行控制等关键难题,在高端智能控制装备、工业互联网系统控制等硬核技术持续创新,取得了大量突破性研究成果。

为了更好地发展控制科学与工程学科,学院创建了多个国家级和省部级科研平台,包括工业控制技术国家重点实验室、工业自动化国家工程研究中心、工业控制系统安全技术国家工程实验室、流程生产质量优化与控制国家级国际联合研究中心等,科研基地综合状况居全国首位。其中工业控制技术国家重点实验室和工业自动化国家工程研究中心在2012年评估中名列国内自动化领域第一,被专家组高度评价为“不可替代的作用”。

东北大学-信息科学与工程学院

东北大学-信息科学与工程学院

东大的控制科学与工程学科归属于学校的信息科学与工程学院,为东大最大的学院,专业领域很多。长期以来,自动化一直是东大的强项,不管是学科建设、学术科研、人才培养等方面都走在国内前列。

东大的控制科学与工程学科,为一级学科国家重点学科,入选“双一流”建设学科。在教育部前四次学科评估中,一次位居第一,2次位居第二,不过令人意外的是,在第四次评估中仅获评A,落后于清华、浙大和哈工大。这倒是令人始料未及的,也不知道在第五轮学科评估中会有怎样的成绩呢?

不管怎样,即使到了今天,控制科学与工程依然是东大的王牌学科。学校创建了流程工业综合自动化国家重点实验室,冶金自动化国家工程技术研究中心等国家级研究平台,以及多个省部级平台;由柴天佑院士、唐立新院士等学术带头人领先的强大教学与科研团队,在这里进军学术前沿,取得了多个重大的研究成果,屡次获得“国家三大奖”奖项。

除了这六所高校之外,华中科技大学、西安交通大学、北京理工大学、国防科技大学等院校的控制科学与工程,同样具有显著的优势。也正是因为有这些大学培养的优秀学子,他们活跃在各行各业的第一线,才让我们看到各领域百花齐放的景象。