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自动化系

  在人类科技发展的历史进程中,自动化科学与技术始终占有重要地位和作用。早在20世纪50年代,清华大学就设置了与自动化学科有关的一批专业。1970年5月,学校将一批有关的专业联合归并,组建了国内第一个自动化系(初期名为工业自动化系)。经过近37年的发展,自动化系在教学和科研上取得了丰硕的成果,为我国培养了大批的学士、硕士和博士,成为我国自动化科学与技术的重要研究和开发基地、培养自动化领域各层次高级专门人才的摇篮,在我国现代化建设中发挥了重要作用。

  本科教学

自动化系在本科教学上有着优良的传统和雄厚的基础,在国内具有良好的声誉。在以钟士模、常迵、童诗白、方崇智等一批教学大师的不懈努力和带动下,清华大学自动化系成为新中国最早开设和建设自动化课程的高校之一。

  培养方案和教学计划是反映办学思想和培养目标的指导性文件。近年来,随着研究型大学的建设,教学改革的不断深入,2001年自动化系对培养方案和教学计划进行了重大调整,突出了主干课程,加强了实践教学环节,进一步完善了选课制和学分制。在课程体系建设中对数学、物理要求较高,构建了具有自动化专业特长的核心课程体系。

  自动化专业的课程及学分最低要求可以分为4部分(共175学分):

  全校公共课程:    40学分,占22.9%

  信息学院平台课程:83学分,占47.4%

  专业课:          37学分,占21.1%

  综合论文训练:    15学分,占8.6%

  此外,学校和系均设置了大量选修课程。学生可在全校自由选课。

  自动化系的课程体系具有如下特点:

  内容宽厚:覆盖学科大类基础、专业基础和专业课程

  训练综合:软硬件兼蓄、强弱电并举

  衔接有序:从大一到大四、研究生

  激发创新:将创新精神和创新能力的培养贯穿于教学的各个环节

  师资力量

  自动化系现有教师95人,其中:中国科学院院士1人(李衍达教授),中国工程院院士1人(吴澄教授),教授、研究员44人,副教授、副研究员36人,其中包括教育部长江特聘教授2人、国家杰出青年基金获得者4人,教育部“新世纪优秀人才支持计划”获得者6人,清华大学“百人计划”获得者2人,形成了一支老中青相结合、富有经验和创新精神的教学、科研团队。聘请了著名控制科学家、中国科学院院士、原中国工程院院长宋健教授,著名控制理论学家郭雷研究员,著名模式识别学家马颂德研究员,吴宏鑫院士,孙柏林将军等担任兼职教授,国际著名自动控制与机器人学家、美国华盛顿大学谈自忠教授等担任客座教授。

  自动化系聘请了国际著名控制科学家、美国工程院院士、中国科学院和中国工程院两院外籍院士、哈佛大学何毓琦教授以及美国国家科学院院士、美国南加利福尼亚大学Michael S. Waterman担任讲席教授。是清华大学唯一一个具有两个讲席教授组的系。讲席教授组成员为学生开设课程,在教学、科研、国际交流等方面发挥了重要作用。

科学研究

  自动化系的学科涵盖控制科学与工程一级学科中的七个二级学科。全部具有硕士学位和博士学位授予权。建有控制科学与工程博士后流动站。在2001年的全国重点学科评估中,自动化系的“控制理论与控制工程”、“模式识别与智能系统”排名全国第一。在2006年国务院组织的全国一级学科的评估中,自动化系的“控制科学与工程”名列全国第一,并于2007年全国第一次一级重点学科的评估中评为全国一级重点学科。

  自动化系的二级学科

  ·          控制理论与控制工程(重点)

  ·          模式识别与智能系统(重点)

  ·          系统工程

  ·          检测技术与自动化装置

  ·          制导导航与控制

  ·          企业信息化系统与工程

  ·          生物信息学

  主要研究方向包括

  系统辨识理论

  先进控制技术

  量子控制

  流程工业的故障诊断与预报

  复杂动态系统的容错控制

  机器学习与模式识别

  生物信息学

  智能信号处理

  网络化系统的研究

  网络信息安全

  现代集成制造系统研究

  企业信息化工程

  制造过程建模、优化与控制

  仿真与虚拟制造

  现代物流与电子商务

  智能交通系统

  智能家居技术研究

  现代汽车电子技术研究

  现代检测技术

  复杂性问题研究

  流媒体研究与应用

  学术交流与合作

  自动化系非常重视国内外学术交流派出年轻的骨干教师到美国哈佛大学、加州大学、耶鲁大学等著名大学进修访问,参加国际学术会议;邀请国外著名学者来校作学术报告、讲学和合作研究。自1987年以来,自动化系先后主办了24次国际学术会议,18次国内学术会议。同时,还与欧盟、美国、加拿大、日本等国家的科研单位和高等院校有正式的科研合作关系和定期学术交流活动,很多教师在国际、国内学术机构中担任重要学术职务。

  同时,自动化系还十分重视与国际知名跨国企业的合作。近年来分别与美国、德国和日本的罗克威尔自动化公司、Honeywell公司、西门子公司、倍加福公司、NEC公司和欧姆龙公司建立联合实验室外,与美国联合技术公司研究院、HP、Intel、IBM、日本的兄弟公司等企业签署了合作科研项目。

 

专业介绍:

本科专业:

○ 自动化

主干课程:电路原理、电子技术、计算机原理、计算机软件技术基础、计算机网络、电力电子技术基础、自动控制原理、信号与系统分析、运筹学基础、过程控制、运动控制系统、计算机控制系统、检测技术、模式识别、人工智能、系统工程导论、数字图像处理、CIM系统导论、系统辨识、系统仿真、控制专题实验、通讯原理概论等。

本专业毕业生可到科研院所、高等学校、工厂企业、公司等单位从事科学研究、技术开发、教学及管理工作。

研究生专业:

● 控制理论与控制工程

主干课程:统与控制理论中的线性代数、线性系统理论、非线性系统理论、离散事件动态系统、自适应控制理论与方法、最优控制、多变量系统分析和设计、复杂系统性能评价与优化、系统辨识理论与实践、鲁棒控制、鲁棒辨识、模糊控制系统的分析与设计、工业数据通信与控制网络等。

研究方向:复杂系统理论与应用:非线性控制,鲁棒辩识,量子控制;生产过程控制理论、方法与技术:智能优化理论与方法;复杂工业系统的控制与优化;混杂系统的鲁棒故障检测与诊断方法;运动控制理论与技术:智能机器人控制;鲁棒控制。

本专业毕业生适合在有关自动控制与自动化设计的研究单位、公司、工矿企业、高等院校从事控制理论及工程应用方面的科学研究、教学工作、系统设计、产品研制、软件开发等工作。

● 企业信息化系统与工程

主干课程:计算机仿真,CIM系统导论,应用随机过程,生产系统计划与控制,CIM系统总体设计基础,CIMS应用工程案例,虚拟制造技术,复杂网络系统的建模与优化,供应链协调和信息的动态性、敏捷供需链管理,并行工程与知识管理,经营过程重构和系统集成,高级IT项目管理,约束逻辑与算法设计,产品数据与生命周期管理(PDM-PLM),决策支持理论与系统,电子商务与现代物流,网络化制造,企业信息系统原理与工程等。

研究方向:智能生产调度系统,仿真与虚拟制造,网络化制造,CIMS总体技术与方法论,信息集成与CIMS应用集成。

本专业毕业生适应的工作:高等院校、科研院所、企业、公司中从事企业信息化的教学、科研、技术开发和管理等工作。

● 模式识别与智能系统

主干课程:模式识别、现代信号处理、图象分析与计算机视觉、智能技术专题、统计学习理论导论、网络信息处理、通信技术的研究问题与创业机会、认知科学导论、信息论基础、系统辨识、模糊控制等。

研究方向:模式识别与机器学习:基于小样本的分类和学习理论与算法,计算机视觉及其应用,图象处理的理论及其应用;智能信号处理理论及应用:统计信号处理、未来通信与雷达系统的智能信号处理、盲信号处理等;网络与数字媒体信息处理:视频信号处理,视频编码和光场处理,数字版权保护。

本专业毕业生适应的工作:高等院校、科研院所、企业、公司的科技研究与开发部门中从事智能信息处理、模式识别等的教学、科研和技术开发工作。

● 生物信息学

主干课程:模式识别、计算分子生物学、生物信息学前沿、现代信号处理、智能技术专题、统计学习理论导论、网络信息处理、认知科学导论、信息论基础、系统辨识、模糊控制、数据挖掘技术等。

研究方向:复杂的分子调控系统,遗传多态性,计算系统生物学在疾病研究和中医药现代化中的应用,脑机交互与认知科学相关的理论、方法与技术。

本专业毕业生适应的工作:科研单位、高等院校的教学和科研工作;科研院所、企业、公司的科技研究与开发等工作。

● 系统工程

主干课程:运筹学、系统学、系统分析理论与方法、摄动分析与马尔可夫决策和强化学习、系统建模理论与应用、智能交通系统概论及软计算理论及应用等。

研究方向:复杂系统优化,智能决策理论及应用,网络化系统理论与应用,智能交通系统,传感器网络,网络与信息安全。

本专业毕业生适应的工作:高等院校、科研院所、政府机关或大型企业、公司等单位从事教学、科研、管理和技术开发工作。

● 检测技术与自动化装置

主干课程:自动测试与故障诊断理论基础、现代电子学及实验、现代检测技术专题、传感器融合理论与应用、控制网络及现场总线、微弱信号检测及处理等。

研究方向:智能化检测仪表,多传感器信息融合;汽车电子系统;消费类数字电子技术,智能家庭/楼宇网络;新型大功率电源变流技术。

本专业毕业生适应的工作:科研院所、企业、公司的科技研究与开发,科研单位、高等院校的教学和科研工作。

● 导航、制导与控制

主干课程:实变函数与泛函分析,线性系统理论,现代信号处理,最优控制,系统辨识,软件工程,计算机网络,嵌入式系统及应用。

研究方向:微型卫星,空间机器人,惯性导航和飞行控制系统。

本专业毕业生适应的工作:高等院校、科研院所、企业公司和航天部门的教学科研和管理工作。

Undergraduate

○       Automation

Main Courses:

Principle of Circuits, Electronics Technology, Computer Principles, Fundamentals of Software Technique, Computer Networks, Fundamentals of Power Electronics, Principles of Automatic Control, Signals and System Analysis, Fundamentals of Operations Research, Process Control, Motion Control Systems, Computer Control Systems, Measurement Technology, Pattern Recognition, Artificial Intelligence, Introduction to System Engineering, Digital Image Processing, Introduction of CIM Systems, System Identification, System Simulation, Special Topics on Control Lab, Introduction to Principles of Communication, etc.

The graduate in this major is prepared for positions of research and teaching, technology development and management in scientific institutes, universities and companies.

 

Graduate

●       Control Theory and Engineering

Main courses:

Linear Algebra in System and Control Theory, Linear System Theory, Introduction to Nonlinear System Theory, Discrete Event Dynamic Systems, Adaptive Control: Theory and Methods, Optimal Control, Analysis and Design for Multi-variable Systems, Performance Evaluation and Optimization of Complex Systems, Theory and Applications of System Identification, Robust Control, Introduction to Control-Oriented System Identification, Analysis and Design of Fuzzy Control Systems, Industrial Data Communication & Control Networks, etc.

Research directions:

a) Theory and Applications for Complex Systems: Nonlinear Control, Robust Identification, Quantum Control; b) Control Theory, Methods and Techniques for Production Process: Intelligent Optimization Theory and Methods, Control and Optimization for Complex Industrial Systems, Robust Detection and Diagnosis of Malfunctions in Hybrid Systems; c) Theory and Technology of Motion Control: Intelligent Robot Control, Robust Control.

The graduate in this major is prepared for positions of research and teaching, system design, product development and software development on control theory and engineering applications, in automatic control and design related research institutes, universities and companies.

●       Enterprise Information Systems and Engineering

Main course:

Computer Simulation, Introduction of CIM Systems, Applied Stochastic Processes, Planning and Control of Production System, Fundamentals of Global System Design for CIM, Case Studies on CIMS Applications, Virtual Manufacturing Technology, Modeling and Optimization of Complex Networked Systems, Supply Contract and Information Dynamics, Agile Supply Chain Management, Concurrent Engineering and Knowledge Management, Business Process Reengineering and System Integration, Management of Advanced Information Technology Projects, Constraints Logical Programming, Product Data Management and Product Lifecycle management (PDM-PLM), Decision Support Theory and Systems, E-Business and Modern Logistics, Networked Manufacturing, Principle and Engineering of Enterprise Information System, etc.

Research directions:

Intelligent Production Scheduling Systems, Simulation and Virtual Manufacturing, Networked Manufacturing, CIMS Global Technology and Methods, Information Integration and CIMS Application Integration.

The graduate in this major is prepared for positions in research and teaching, technology development and management on enterprise information in scientific institutes, universities and companies.

●       Pattern Recognition and Intelligent Systems

Main courses:

Pattern Recognition, Modern Signal Processing, Image Analysis and Computer Vision, Special Topics on Intelligent Techniques, Introduction to Statistical Learning Theory, Network Information Processing, Communication Technology Research and Entrepreneur Opportunities, Introduction to Cognitive Science, Fundamentals of Information Theory, System Identification, Fuzzy Control, etc.

Research directions:

a) Pattern Recognition and Machine Learning: Machine Learning & Pattern Recognition in Small Sample Analysis, Computer Vision and its applications, Theory and Applications in Image Processing. b) Theory and Applications in Intelligent Signal Processing: Statistical Signal Processing, Intelligent Signal Processing for Future Telecommunication and Radar System, Blind Source Separation, etc. c) Information Processing for Networks and Digital Multimedia: Video Signal Processing, Video Encoding, Light Field Processing, Digital Copyright Protection.

The graduate in this major is prepared for positions in research and teaching, technology development in the R&D department of scientific institutes, universities and companies for intelligent information processing and pattern recognition.

●       Bioinformatics

Main courses:

Pattern Recognition, Computational Molecular Biology, Frontier of Bioinformatics, Modern Signal Processing, Special Topics on Intelligent Techniques, Introduction to Statistical Learning Theory, Network Information Processing, Introduction to Cognitive Science, Fundamentals of Information Theory, System Identification, Fuzzy Control, Data Mining Technology, etc.

Research directions:

Complex Gene Regulations, Genetic Polymorphisms, Systems Biology Applications in Complex Diseases and Chinese Medicine Modernization, Theory, Methods and Applications of Brain-Computer Interface.

The graduate in this major is prepared for positions in research and teaching in scientific institutes and universities, or research and development in companies.

●       Systems Engineering

Main courses:

Operations Research, Systematology, Theory and Methods of System Analysis, Perturbation Analysis, Markov Decision and Reinforcement Learning, Theory and Methods of System Modeling, Introduction to Intelligent Transportation Systems, Theory and Applications of Soft Computing, etc.

Research directions:

Complex System Optimization, Theory and Applications of Intelligence Decision, Theory and Applications of Networked System, Intelligence Transportation System, Sensor Networks, Network and Information security.

The graduate in this major is prepared for positions in research and teaching, management and technology development in scientific institutes, universities, government and large-scale corporations.

●       Measurement and Automatic Devices

Main courses:

Fundamentals of Automatic Testing and Fault Diagnosis Theory, Modern Electronics and Labs, Special Topics on Advanced Measurement Technology, Theory and Applications of Sensor Data Fusion, Control Net and Field Bus, Weak Signal Detection and Processing, etc.

Research directions:

Intelligent Measurement Instruments, Multi-sensor Signal Fusion; Automobile Electronic System, Consumer Electronics Technology, Intelligent House and Intelligent Building Networks, Novel Large Power Supply Convertor Techniques.

The graduate in this major is prepared for positions in research and teaching in scientific institutes and universities, or research and development in companies.

●       Navigation, Guidance and Control

Main courses:

Real Function and Functional Analysis, Linear System Theory, Modern Signal Processing, Optimal Control, System Identification, Software Engineering, Computer networks, Embedded system design and Applications.

Research directions:

Micro-Satellite, Space Robot, Inertial Navigation and Flight Control Systems.

The graduate in this major is prepared for positions in research, teaching and management in scientific institutes, universities, companies and aerospace organization.

 

 

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