上海交通大学
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首页 » 学科建设 » 重点学科 » 国家重点学科 » 一级学科国家重点学科 » 控制科学与工程

  上海交通大学控制科学与工程学科有着悠久的历史和雄厚的实力。它是由老一辈学科带头人张钟俊院士于1958年亲手创建的。在半个世纪的成长过程中,本学科以其科研覆盖面宽、综合实力强、人才梯队结构合理、培养高层次人才数量多、质量高而列居国内同类学科前茅。

  本学科是我国最早具有博士学位授予权、最早建立博士后科研流动站、最早取得一级学科博士学位授予权的学科,所含控制理论与控制工程、模式识别与智能系统两个二级学科于1987年开始就一直是国家重点学科。在一级学科评估中,本学科2002年在参评的29个单位中名列第4,2006年在参评的51个单位中名列第3,2007年被评为国家一级重点学科。控制科学与工程博士后流动站在2005年被评为全国优秀博士后流动站。2002年建立上海市优化与控制软件工程研究中心,2007年以本学科为基础的系统控制与信息处理教育部重点实验室获准立项建设。

  从“九五”开始,本学科就根据学科发展趋势和国家社会经济发展需要,确立了以各领域中复杂系统的控制和信息处理问题为主要对象的研究方向。“复杂系统控制理论及应用”重点学科建设项目列入了211工程一期建设,获投资1410万元,重点建设了自动化研究所的7个研究室和4个实验室,改造了模式识别与图像处理研究所的部分设施,在整体上大大改善了学科教学和科研环境,使学科在研究方向、师资队伍、实验设施和人才培养等方面构筑起学科高原,并初步走向国际舞台。在2000年启动实施的985工程和之后实施的211工程二期建设中,本学科又得到了1000多万元的经费支持,在若干重点、优势方向上取得了进一步的突破。本学科一些代表性成果叙述如下:

  复杂系统控制理论  在复杂网络与混沌控制领域成果累累,在国际上首次提出了混沌反控制的概念并首次研究了无标度网络同步化能力,获得了国家杰出青年基金、创新群体基金和多项国家自然科学基金的支持,2005年荣获IEEE电路与系统汇刊最佳论文奖。预测控制的理论、方法和原理研究取得了一系列独创性的成果,受到国内外同行广泛引用,获得了2003年上海市科技进步(自然科学类)一等奖。在预测控制基础上融入模糊信息技术和多目标优化发展起来的满意优化控制理论,获得了2006年上海市科技进步(自然科学类)一等奖,并在工业领域得到成功应用。此外,在鲁棒控制、控制器解析设计、离散事件系统分析与设计、调度方法及理论等复杂系统控制理论的诸多分支均取得了系统的、有特色的成果。

  工业控制和工程测控系统  长期以来,结合炼油、化工、生化等行业的过程控制与优化,承担了大量国家科技攻关项目。在2002年建立上海市优化与控制软件工程技术研究中心后,加快研究开发企业综合自动化、过程控制网络化等系统技术和过程辨识、软测量、现场总线等关键技术。针对现代供应链系统发展的需求,加强了生产调度、车辆调度、配料优化的研究,并结合冶金、炼油、化工等行业中的各类资源优化问题开展应用研究。近年来,还充分发挥控制学科的平台作用,根据国家科技和经济发展的需求,介入了大型科学工程和大型工程系统与装备的配套测控系统研究与开发,承担了丁肇中教授领衔的国际大型科学工程项目“阿尔法质谱仪”中部分测控系统的研究以及核电配套DCS系统、烟大铁路轮渡船岸监控系统等大型工程配套任务。

  智能机器人系统与技术  历年来,承担了国家863机器人主题大量课题,并在2000年跨系组建了“智能机器人系统与技术研究中心”,已成为国内智能机器人研究的重要特色基地。自主移动机器人的研究形成了具有自主知识产权的单项和系统技术,开发了三代样机,并应用这些技术与上海电气集团合作开发了智能轮椅,在上海国际工业博览会上展出时受到广泛关注,在此基础上牵头承担了“十一五”863专题“助老助残机器人概念样机研究与开发”项目。此外,与欧盟合作开展了室外自主车的研制,试制了多台样车,已在上海东方绿洲科技活动基地投入试用,该项目还将得到欧盟合作计划的持续支持,并有望在2010年上海世博会进行应用示范。

  空间信息处理与控制  以国防建设和空间信息技术发展面临的复杂控制与信息处理问题为目标。一方面通过承担国防科工委项目和与航空、航天企业集团的合作,完成了先进航电系统、景象匹配、多源信息融合、红外目标检测与跟踪等项目,并最早参加了我国平流层空中平台定点和巡航控制的研究,2003年底在国内首次实现了空中飞艇的定点控制。另一方面围绕国家和上海市城市建设对空间信息的需求,承担了城市智能交通系统、遥感信息处理、海量空间信息存储与管理等关键技术的研究和系统开发。所研制的城市交通监控系统,综合应用交通流建模、拥堵状态估计、视频检测、地图匹配等技术,对上海城市路网交通提供了实时监控信息。多次获得教育部和上海市科技进步奖。

  生物医学图像处理与特征识别  该方向以模式识别理论为指导,以图像处理技术为手段,研究人体建模与运动分析、人脸、指纹、虹膜等特征识别,并结合与人类健康密切相关的医学领域的各种需求,研究与病理特征相关的医学图像和影像处理。近年来,与上海市多个医院合作,承担了“中医舌脉检测与辅助诊断系统的研制”、“基于图像分析和三维重建的医学影像处理及临床应用研究”、“SARS疑似病人远程会诊系统”、”神经外科手术导航及其临床应用”、 “基于MRI分割和重建的颅面整复手术辅助设计研究”等一系列研究课题,多项成果获得省部级科技进步奖。当前正承担着国家自然科学基金专项“新型虹膜采集/识别仪的研制”、国家科技攻关“小儿复杂先心病的图像诊断研究”等项目。

  “十五”期间,本学科在基础和应用研究方面都取得了较大的成绩。实到科研经费9709.45万元,承担国家自然科学基金50项、863计划18项、973计划子课题6项、国家科技攻关和国防“十五”项目10项,国际合作项目10项。发表论文1907篇,其中国际学术刊物243篇,SCI收录356篇,EI收录791篇,ISTP收录170篇,申请专利164项,已授权43项,获软件著作权24项。科研成果获省部级科技进步奖一等奖1次,二等奖11次,三等奖1次。