南京大學(xué)工程管理學(xué)院控制科學(xué)與智能工程專業(yè)簡介 正文

  控制科學(xué)與智能工程是控制學(xué)科與智能技術(shù)深入融合與協(xié)同發(fā)展的前沿交叉學(xué)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(lǐng)域的具體應(yīng)用。
控制學(xué)科是研究自動控制理論、方法、技術(shù)及工程應(yīng)用的學(xué)科，在人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展的不同階段，控制學(xué)科具有不同的學(xué)科內(nèi)涵與重點發(fā)展方向，并在應(yīng)用中展現(xiàn)為不同的自動化階段，如機(jī)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(jì)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(dǎo)向、落實應(yīng)用，自動化發(fā)揮著極其直接且重要的作用。本自主設(shè)置“控制科學(xué)與智能工程”二級學(xué)科將持續(xù)聚焦交叉學(xué)科領(lǐng)域的控制理論研究以及智能技術(shù)的具體應(yīng)用，推進(jìn)智能自動化的發(fā)展及行業(yè)應(yīng)用。
目前，本學(xué)科近5年共承擔(dān)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(xué)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(jī)器人等領(lǐng)域均形成了系列性科研成果，特色明顯，在國內(nèi)外形成較大影響力，并在服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)等方面發(fā)揮了較大作用。該學(xué)科的研究方向及研究內(nèi)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(nèi)涵和外延都極為廣泛，為聚焦研究重點，本學(xué)科研究方向針對的“智能系統(tǒng)”是一種以網(wǎng)絡(luò)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(jī)、車輛、艦船等）、分布式過程控制系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)化交通和物流系統(tǒng)、基于信息柵格和服務(wù)架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)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(guān)的理論和技術(shù)研究正被國際、國內(nèi)信息和控制領(lǐng)域高度關(guān)注。
本研究方向主要研究內(nèi)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(chǔ)理論和相應(yīng)的技術(shù)，并設(shè)計和實現(xiàn)一個具真實感的復(fù)雜系統(tǒng)仿真實驗演示平臺，為相關(guān)理論和技術(shù)的研究提供基礎(chǔ)。強(qiáng)調(diào)將網(wǎng)絡(luò)控制與多智能體有機(jī)結(jié)合；突出從控制的角度研究和探討復(fù)雜系統(tǒng)非線性控制模型的建立。
（2）智能系統(tǒng)的調(diào)度與控制：重點研究網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下單智能體與群智能體的動力學(xué)特征與行為，在面向背景系統(tǒng)的性能分析、調(diào)度與控制等有關(guān)理論和技術(shù)上有突破，產(chǎn)生了一批具國內(nèi)外先進(jìn)（領(lǐng)先）的、有一定影響力的理論和技術(shù)成果。強(qiáng)調(diào)群復(fù)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(fù)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(luò)化復(fù)雜系統(tǒng)中基于不同任務(wù)和功能需求的各個體的角色分配、組織協(xié)調(diào)、行動方案生成與決策的基礎(chǔ)理論和相應(yīng)的技術(shù)，并設(shè)計和實現(xiàn)了一個基于服務(wù)架構(gòu)的集管理和控制一體的優(yōu)化與決策支持系統(tǒng)。強(qiáng)調(diào)網(wǎng)絡(luò)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(qū)動型決策、非完整信息下的綜合決策方法。
研究方向2：機(jī)器人與自動化新技術(shù)
依托南京大學(xué)智能新裝備技術(shù)研究中心，以機(jī)器人及自動化新技術(shù)應(yīng)用為核心研究內(nèi)容，面向未來裝備對智能化、網(wǎng)絡(luò)化及系統(tǒng)化等方面的重大需求，針對多領(lǐng)域多型號智能裝備有機(jī)融合的一體化無人平臺，基于已有的研究基礎(chǔ)及學(xué)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(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下智能裝備驅(qū)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(qū)動以及效能評估等理論與技術(shù)的各主要方面，并以機(jī)器人及自動化新技術(shù)的發(fā)展為抓手，提升智能裝備領(lǐng)域的理論、方法和應(yīng)用研究。
本學(xué)科方向的主要研究內(nèi)容包括：
（1）智能裝備信息感知與綜合應(yīng)用技術(shù)：研究以智能裝置為主載體的內(nèi)外源多源信息感知為基礎(chǔ)的信息綜合處理、融合與利用的理論和技術(shù)。
（2）網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下智能裝備驅(qū)控一體化：《信息爆炸時代的控制》中，明確指出“控制、計算機(jī)和通信的集成的本質(zhì)即是基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的控制系統(tǒng)”。遠(yuǎn)程遙操作、遠(yuǎn)程科研實驗與協(xié)作、無線網(wǎng)絡(luò)機(jī)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(shù)等，本質(zhì)上都依賴于網(wǎng)絡(luò)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(luò)進(jìn)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(yuǎn)程操作，具有成本低、容易維護(hù)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(yīng)用為導(dǎo)向，研究網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下分布式智能系統(tǒng)的相關(guān)理論及新技術(shù)，具體包括上層網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下復(fù)雜系統(tǒng)控制理論研究及底層驅(qū)控一體化技術(shù)研究。
（3）柔性裝備智能重組技術(shù)：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(lǐng)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(jī)、無人車、智能火炮、航天器等，是智能專用裝備中的新興領(lǐng)域，本方向重點研究智能可重組裝備的科學(xué)與技術(shù)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(jī)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(shù)，建立數(shù)字化原型平臺，以使得工程設(shè)計人員交互地在虛擬世界和真實世界的合成環(huán)境中進(jìn)行智能裝備原型的組建和效能分析。

南京大學(xué)

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