“中国学科发展战略”丛书是中国科学院组织数百位院士专家联合研究的系列成果，涉及自然科学各学科领域，是目前规模最大的学科发展战略研究项目。《中国学科发展战略·控制科学》包含控制科学发展战略总体报告、控制理论、航空航天与运动体控制、过程控制、网络控制、交叉学科及其他六个部分，对控制科学发展现状、特点和趋势进行了阐述，对控制科学发展趋势与需求进行了具体分析并提出发展建议。

本文将《中国学科发展战略·控制科学》一书精华摘要分享如下。

控制科学发展的动力主要来自实际需求，实际需求促使我们建立新的理论与方法；学科本身的逻辑发展又促使理论与方法得到深化和完善并向其他领域延拓。

这启发我们应该从战略发展的角度出发，根据当今时代信息丰富的特征，归纳总结重大需求和学科的逻辑发展带来的关键科学问题，分析控制科学新的重大需求，新的科技进展为控制科学发展提供的机遇和条件，控制学科发展的瓶颈和新的可能的学科生长点等。基于信息丰富时代对控制科学的定位，本书根据控制科学学科的发展历程，剖析学科发展规律，梳理发展趋势、前沿科学技术和潜在重大应用，凝练科学研究方向和问题，从战略角度形成控制科学相关学科的发展建议。在控制科学发展战略总体报告中，我们阐述了四个方面的内容：①控制科学的定位与学科分支；②历史回顾与启示；③现状分析与探讨；④需求分析、思考与建议。结合控制科学学科的五个重点关注领域，即一个基本的和共性的领域——控制理论，以及四种应用领域——航空航天与运动体控制、过程控制、网络控制、交叉学科及其他，给出了五个分组报告。

控制科学属于技术科学的范畴，是实现自动化的核心。控制科学有别于一般的自然科学的地方在于，它更侧重于在认识世界的基础上改造世界，因此它更多地具有“使能科学”的特征。

控制科学的定位应是：在信息科学层面，主要研究与控制器设计和实现有关的科学问题。计算机、数据处理、通信和传感技术的迅速发展是当今时代的主要特征。这些为控制科学的发展提供了良好的机遇，也使控制科学呈现出一些新的特点，这些特点揭示了必须进行研究的新方向。数字化传感器的普及，通信技术和互联网的发展使大量信息的获取与传输越来越容易，这营造了一些控制系统必须面对的新环境，即网络化环境。网络化环境下需要处理的信息形式多样，数量巨大，这促使控制与信息的采集、传输和加工相结合，使信息融合、信息挖掘和信息隐藏等技术成为构建控制系统所需技术；在信息丰富的时代背景下，控制有时面对的不再是单个的对象或系统，而是一个相互有信息联系的系统群——控制网络和多自主体系统；信息技术的革命性变化为控制科学向其他领域的扩展创造了条件，扩大了控制科学“使能”的范围，如量子控制、脑控系统等研究，都是当前发展迅速的交叉学科。这些研究都是在多学科交叉中产生和发展起来的，其必将在新兴科学思想的引领下，继续在多学科交叉中取得新的进展。

纵观整个控制理论的发展史，控制科学的重要发展来自人类改造自然的实际需求。

解决实际问题的需求促进了控制科学的不断进步。时至今日，多种相对成熟的控制科学理论方法，如PID控制、最优控制、自适应控制、鲁棒控制、非线性动态逆控制、预测控制等，在众多领域内得到了广泛使用。回顾控制科学的发展历程，我们得到了深刻的启示：控制科学是技术科学，需求推动是第一位的；当前控制有哪些关键问题，解决了这些问题就可能带动一个分支发展；未来的发展趋势应该是围绕信息丰富的时代特征展开的；我国现在是制造业大国，但在重大装备制造上，控制器依然是研发与制造的瓶颈。从IT产品到汽车制造我国都是生产大国但并未掌握很多核心技术，其中很多均与控制有关；中国作为一个大国，其国防不可能依靠国外而必须自力更生。我国的国防力量相对于捍卫国家的经济利益和全球性战略利益来说还有较大差距，现代战争实际上是高科技的战争，其中控制科学的作用是显而易见的。今天，我们正处在一个强烈要求创新的时期，不论是出于国防还是企业转型的需要，自动控制势必成为大家关注的中心议题之一。

当今时代，控制科学面临的挑战主要来自三个方面。

1. 人类对控制系统提出日益严格的要求，这主要因为：工作环境极端，高精度与高质量，工作的高复杂性(非线性、不确定性、时变性、多耦合与高动态等)。

2. 宏观尺度下遵循经典物理规律的控制科学向其他领域的扩展，如量子控制、基因调控、认知科学等。

3. 信息丰富时代为控制科学带来了新的特征，这体现在四个方面。①控制有时不再是针对单个对象或系统，而是面对一个相互有信息联系的系统集合或系统群（如网络），也可以是面对一个具有不同时间尺度分层递阶结构的系统集合。②控制科学的理论不只表现为一种单纯的数学方法和理论，更体现为一种以数学、工程学和信息科学为基础的计算机算法相结合的方式。计算机不再仅仅是仿真和计算手段，而成为控制本身的一个关键组成部分。③软件系统开始与物理系统以日益一体化的方式相结合。一体化的控制将成为未来控制系统设计的一种重要方式。④控制系统的日益复杂使得控制的可靠性成为必须高度重视的问题。系统可靠水平要求远超过单个部件能达到的可靠性，需要我们利用不可靠的部件建造非常可靠的系统。即使在个别部件失效的时候，大多数工程系统也必须继续工作。这促使我们改变了传统控制科学的各种观点和理论，努力去适应这一变化，也激励我们尝试用全新的思路和方法去迎接这种挑战。

通过梳理控制科学的发展历程不难看出，作为技术科学的控制科学未来的发展取决于三个因素：社会需求、时代科技的特征和学科发展需解决的问题。

控制科学的发展除了要满足控制理论自身的发展需求、工业生产技术需求外，从更高、更广的角度来看，还要满足人类认识改造自然、社会经济发展、国家安全对控制科学提出的更高要求。控制学科的发展必须抓住信息丰富时代带来的网络化、以数据为基础、分布式和多控制等特征，不断缩小基于数学基础的控制理论与控制工程需求之间的差距，同时通过对控制中已有做法的再认识，反思针对新形势的合理性，以便凝练问题，寻求进一步的发展。未来控制科学有望在感知、通信、计算、控制一体化、管理、决策、认知科学与神经科学、空天一体化、微观控制、基于数据的控制、网络安全、电网控制等几个重大需求方向上得到发展。

《中国学科发展战略·控制科学》适合高层次的战略和管理专家、相关领域的高等院校师生、研究机构的研究人员阅读，是科技工作者洞悉学科发展规律，把握前沿领域和重点方向的重要指南，也是科技管理部门重要的决策参考，同时也是社会公众了解控制科学学科发展现状及趋势的权威读本。