南京大學工程管理學院控制科學與智能工程專業(yè)簡介 正文

  控制科學與智能工程是控制學科與智能技術深入融合與協(xié)同發(fā)展的前沿交叉學科，重點研究智能的自動化（Automation of Intelligence）新理論與方法，及其在工程領域的具體應用。
控制學科是研究自動控制理論、方法、技術及工程應用的學科，在人類科學技術發(fā)展的不同階段，控制學科具有不同的學科內涵與重點發(fā)展方向，并在應用中展現(xiàn)為不同的自動化階段，如機械自動化、電氣自動化、信息自動化及智能的自動化。
目前，自動化與人工智能等組合形成對整個國民經(jīng)濟產(chǎn)生重大推動力的引擎，人工智能最大的作用將會是以智能制造為切入點推動第四次工業(yè)革命，其重點是問題導向、落實應用，自動化發(fā)揮著極其直接且重要的作用。本自主設置“控制科學與智能工程”二級學科將持續(xù)聚焦交叉學科領域的控制理論研究以及智能技術的具體應用，推進智能自動化的發(fā)展及行業(yè)應用。
目前，本學科近5年共承擔科研項目35項，經(jīng)費總量超過2000萬元。上述科研項目包括國家重點研發(fā)計劃子課題1項，國家自然科學基金9項，省部級和國防類以及橫向課題30余項，科研成果先后獲得了6項國家級、省部級獎勵。在指揮與控制、裝備智能化、機器人等領域均形成了系列性科研成果，特色明顯，在國內外形成較大影響力，并在服務地方經(jīng)濟等方面發(fā)揮了較大作用。該學科的研究方向及研究內容主要包括：
研究方向1：智能系統(tǒng)控制理論與方法
由于智能系統(tǒng)的內涵和外延都極為廣泛，為聚焦研究重點，本學科研究方向針對的“智能系統(tǒng)”是一種以網(wǎng)絡為紐帶、具有一定智能和自治能力的多個軟硬件平臺為基本節(jié)點，擁有特定功能和目的的信息系統(tǒng)。各類無人自主操作平臺（如飛機、車輛、艦船等）、分布式過程控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡化交通和物流系統(tǒng)、基于信息柵格和服務架構的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)、多衛(wèi)星系統(tǒng)等都是其具體形態(tài)，是世界各國都在大力發(fā)展的裝備和系統(tǒng)。與該系統(tǒng)相關的理論和技術研究正被國際、國內信息和控制領域高度關注。
本研究方向主要研究內容包括：
（1）智能系統(tǒng)的建模與仿真：重點研究針對智能系統(tǒng)的建模與仿真基礎理論和相應的技術，并設計和實現(xiàn)一個具真實感的復雜系統(tǒng)仿真實驗演示平臺，為相關理論和技術的研究提供基礎。強調將網(wǎng)絡控制與多智能體有機結合；突出從控制的角度研究和探討復雜系統(tǒng)非線性控制模型的建立。
（2）智能系統(tǒng)的調度與控制：重點研究網(wǎng)絡環(huán)境下單智能體與群智能體的動力學特征與行為，在面向背景系統(tǒng)的性能分析、調度與控制等有關理論和技術上有突破，產(chǎn)生了一批具國內外先進（領先）的、有一定影響力的理論和技術成果。強調群復雜系統(tǒng)的控制與綜合；突出從分布式控制的角度研究和探討復雜系統(tǒng)特性與性能的分析。
（3）智能系統(tǒng)的優(yōu)化與決策：重點研究網(wǎng)絡化復雜系統(tǒng)中基于不同任務和功能需求的各個體的角色分配、組織協(xié)調、行動方案生成與決策的基礎理論和相應的技術，并設計和實現(xiàn)了一個基于服務架構的集管理和控制一體的優(yōu)化與決策支持系統(tǒng)。強調網(wǎng)絡環(huán)境下不同智能體的動態(tài)角色分配、行動方案實時生成與在線決策能力，以及不確定信息條件下的數(shù)據(jù)驅動型決策、非完整信息下的綜合決策方法。
研究方向2：機器人與自動化新技術
依托南京大學智能新裝備技術研究中心，以機器人及自動化新技術應用為核心研究內容，面向未來裝備對智能化、網(wǎng)絡化及系統(tǒng)化等方面的重大需求，針對多領域多型號智能裝備有機融合的一體化無人平臺，基于已有的研究基礎及學科優(yōu)勢，開展四個方面的具體研究工作：智能裝備信息感知與綜合應用、網(wǎng)絡環(huán)境下智能裝備驅控一體化、柔性裝備智能重組和大型智能裝備實時仿真與評估。這四個方面相輔相成，基本涵蓋了智能裝備在特定環(huán)境下感知決策、智能重組、控制驅動以及效能評估等理論與技術的各主要方面，并以機器人及自動化新技術的發(fā)展為抓手，提升智能裝備領域的理論、方法和應用研究。
本學科方向的主要研究內容包括：
（1）智能裝備信息感知與綜合應用技術：研究以智能裝置為主載體的內外源多源信息感知為基礎的信息綜合處理、融合與利用的理論和技術。
（2）網(wǎng)絡環(huán)境下智能裝備驅控一體化：《信息爆炸時代的控制》中，明確指出“控制、計算機和通信的集成的本質即是基于網(wǎng)絡環(huán)境的控制系統(tǒng)”。遠程遙操作、遠程科研實驗與協(xié)作、無線網(wǎng)絡機器人、物聯(lián)網(wǎng)、未來一體化信息系統(tǒng)（C4ISR系統(tǒng)）以及新興的現(xiàn)場總線和工業(yè)Ethernet技術等，本質上都依賴于網(wǎng)絡控制系統(tǒng)（NCS：Networked Control Systems）的研究。相比較傳統(tǒng)的點對點控制系統(tǒng)，NCS的執(zhí)行器、傳感器與控制器之間的信息交換通過網(wǎng)絡進行，打破了空間物理位置上的限制，拓寬了控制活動的場所，可實現(xiàn)資源共享、遠程操作，具有成本低、容易維護等優(yōu)點，便于實現(xiàn)管控一體化，提高了信息的集成度。本研究以應用為導向，研究網(wǎng)絡環(huán)境下分布式智能系統(tǒng)的相關理論及新技術，具體包括上層網(wǎng)絡環(huán)境下復雜系統(tǒng)控制理論研究及底層驅控一體化技術研究。
（3）柔性裝備智能重組技術：高端裝備制造業(yè)是國家新近提出的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)七大領域之一，智能制造裝備是高端裝備制造業(yè)的重點方向之一。柔性智能裝備包括無人機、無人車、智能火炮、航天器等，是智能專用裝備中的新興領域，本方向重點研究智能可重組裝備的科學與技術問題。
（4）大型智能裝備實時仿真與評估：從目前的科技發(fā)展來看，未來的機械電子系統(tǒng)的顯著特點就是各個智能部件之間可以相互通訊并且協(xié)同工作，即符合大型智能裝備的特征。研究實時仿真和評估技術，建立數(shù)字化原型平臺，以使得工程設計人員交互地在虛擬世界和真實世界的合成環(huán)境中進行智能裝備原型的組建和效能分析。

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