xxxx大学硕士研究生《自然辩证法》课程论文2015-2016学年第二学期论文题目：控制科学与工程学科中科学研究方法探析作者：作者学号：作者所在学院、专业：论文评语：【优秀】论文选题符合本课程要求，作者能够很好地结合专业实际对论题展开分析论述，逻辑结构严谨，论证充分，参考文献规范，具有较好的学术价值。
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教师签字：控制科学与工程学科中科学研究方法探析(xxxx大学电气工程与自动化学院.xx xx xxxxxx)摘要：控制科学与工程是研究控制的理论、方法、技术及其工程应用的学科。
控制科学以控制论、系统论、信息论为基础，研究各应用领域内的共性问题，即为了实现控制目标，应如何建立系统的模型，分析其内部与环境信息，采取何种控制与决策行为；而与各应用领域的密切结合，又形成了控制工程丰富多样的内容。
本文在阐述了控制科学与工程这门学的基本特征和发展现状的基础上，探析了学科中的科学的研究方法，并且对这门学科的发展趋势和展望做了阐述。
关键词：控制科学与工程；学科；研究方法1引言自动化是一门涉及学科较多、应用广泛的综合性科学技术。
在我国研究生培养体系中,自动化对应的一级学科“控制科学与工程”下属有七个二级学科丹空制理论与控制工程”、“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”。
控制科学与工程对相关学科的发展起到了有力的推动作用,并在学科交叉与渗透中表现出突出的活力。
例如:它与信息科学和计算机科学的结合开拓了知识工程和智能机器人领域。
同时相邻学科如计算机、通信、微电子学和认知科学的发展也促进了控制科学与工程的新发展使控制科学与工程学科所涉及的研究领域不断扩大[1]。
2控制科学与工程学科的基本特征控制科学与工程学科是一个覆盖面宽层次跨度大的学科，以控制论信息论系统论作为其方法论基础，其精髓是它的概念和方法，特别是作为其核心的模型控制反馈优化等概念和方法，几乎被应用于所有领域的科学研究中，与其他技术学科相比较，控制科学与工程学科具有更基础的性质，它的成果是通过其原理和方法在各应用领域中的物化来体现的，对于人们认识自然改造自然具有普遍的指导性，因此，对控制科学与工程这门学科中的研究方法的探析具有重要意义。
3我国控制科学与工程学科的现状控制科学与工程学科经过几十年的发展,在诸多方面取得了一些重要的进步。
控制理论以动态系统为主要研究对象。
20世纪80年代以来计算机、网络和通信等信息技术的发展为现有的控制理论提供了广泛的应用空间,同时也带来了巨大的挑战捉使控制理论自身的发展也催生出新的学科增长点。
控制理论方面在鲁棒控制、非线性控制、离散事件动态系统、量子控制等方面都取得了重要进展。
随着20世纪40年代计算机的出现以及50年代人工智能的兴起,人们当然也希望能用计算机来代替或扩展人类的部分脑力劳动。
模式识别在20世纪印年代初迅速发展并成为一门新学科。
在生物信息学方面在高通量组学数据的处理、计算基因组学的研究、医学群体遗传学中的生物信息学、蛋白质功能结构与亚细胞定位上、生物分子网络的构建与分析等方面有了重要进展。
机器学习与数据挖掘方面研究涉及提高学习系统泛化能力、样本标记问题、降维与度量学习、数据挖掘、在视频与图像分析方面的应用。
脑一机接口就是要实现生物脑与电脑之间的直接对话。
基础理论研究与实验研究并重是脑一机接口研究的重要特点。
脑一机接口研究是一个全新的领域许多方面的问题还有待于深入地研究。
在医学信息学、分子影像方面多模态分子影像成像理论方法与关键技术、分子探针与药物研发、分子影像验证与应用是现在的研究热点。
导航、制导与控制学科一直突出为国防、航天服务的特色注重理论与工程实际的结合重视高素质人才的培养建立起一支梯队结构合理、学术方向稳定、能打“硬仗”的科研队伍。
半个世纪里导航、制导与控制学科先后开辟出导航技术、飞行控制、精确制导等研究方向。
以自动化、电子、计算机、控制工程、信息处理为研究对象,以现代控制理论、传感技术与应用、计算机控制等为技术基础,以检测技术、测控系统设计、人工智能、工业计算机集散控制系统等技术为专业基础,同时与自动化、计算机、控制工程、电子与信息、机械等学科相互渗透庄要从事以检测技术与自动化装置研究领域为主体的、与控制、信息科学、机械等领域相关的理论与技术方面的研究。
检测技术与自动化装置的应用基础是扎实的理论基础以及科研和工程实践过程中不断积累的新技术使用技能和知识;随着自动化系统规模和新技术应用范围的不断扩大,加上学科基础理论和光、机、电结合新技术的迅速发展越来越促进了检测技术与自动化装置学科的迅速发展。
4控制科学与工程学科的研究方法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方法如下。
“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“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。
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。
[4]“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。
企业信息化系统与工程为“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。
[5]5本学科发展趋势与展望自动化学科发展到现在,除了已有研究的持续进展外,其研究热点主要表现在交叉学科的兴起上,以及在新时代情况下的具体应用上。
在未来的一段时间之内,自动化学科的发展仍旧会持续这种态势。
航空航天领域是国防领域的重要组成部分,而控制系统正是这一领域中不可或缺的核心系统。
机器人技术是最为典型的自动化应用,它在工业生产领域、国防领域以及极端环境探测等方面均有广泛的应用。
在医疗卫生领域,我国与发达国家的医疗水平有较大差距且由于我国幅员辽阔,很多偏远地区无法享受先进的医疗,因此远程医疗正在得到越来越广泛的关注。
远程医疗包括远程诊断、远程会诊、远程医学教育以及远程手术治疗等方面内容。
计算机辅助设计是工业生产领域发展较为成熟的方面,它利用计算机和其他图形设备帮助设计人员完成设计工作,随着人工智能、模式识别和机器学习等技术的不断发展,完全由计算机完成而不需要人参与的计算机自动设计技术将成为自动化应用于生产设计领域的一个重要的发展方向。
数代人的持续努力,使我国的经济保持高速增长的态势。
一个国家的发达程度往往和科技水平成正比,科技会促进社会经济的发展,而经济的发展又会对科技发展提供支持。
随着经济的发展,我国对自动化学科的研究将更多的转向基础理论的研究和新兴交叉方向的研究。
也正是以此作为突破口,我国才更有可能在21世纪达到并且引领世界先进水平,成为自动化科技强国。
[3]参考文献[1] 中国科学技术协会.''控制科学与工程学科发展报告''[M].北京：中国科学技术出版社，2011.[2] 吴美平.一流控制科学与工程学科建设的思考[J].高等教育研究学报，2008，（4）.[3] 中国科学技术协会.''控制科学与工程学科发展报告''[M].北京：中国科学技术出版社，2008.[4] 王凌. 量子进化算法研究进展. 控制与决策,2008,23(12):1321-1326.[5] 黄敏,朱启兵,崔宝同.基于小波神经网络的板形板厚系统解耦预测控制.控制理论与应用,2008,25(6):1027-1031. .。