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信息爆炸时代的控制——关于控制、动力学和系统未来方向的专家小组报告
摘要
控制领域提供了设计物理系统和信息系统的原理和方法，使这些系统可以自动地适应环境的变化以保持期望的性能。在过去的40 年里，随着相关理论和数学方面取得的突破性进展，以及传感技术和计算技术的改善，控制领域已经取得了巨大进展。如今，控制系统在许多领域起着重要的作用，如制造业、电子、通讯、运输、计算机和网络，以及许多军事系统等。进入21 世纪，控制原理和方法的应用机遇快速增长算、通信和传感器等价格日渐低廉并且无所不在，拥有嵌入式处理器、传感器和网络硬件的设备越来越多。这使开发具有一定智能和高性能的机器成为可能，将大大影响我们生活的每一方面，不但包括各种生活必需品，而且包括我们生存的环境。
在信息日益丰富的今天，新的发展将要求控制学科有重大的扩充。例如，涉及因特网操作、半自主的指挥与控制系统、企业级供给链管理等控制系统的复杂性已经达到了现有方法的处理能力极限。未来控制在空航天和运输、信息和网络、机器人和智能机器、生物和制药、材料和加工等领域的应用将产生复杂性远远超出当前水平的系统，在这些领域取得进展需要新的研究。
这篇报告主要阐述了控制领域当前和未来技术发展环境的一些概观，描述了未来十年中控制在军事、商业和科学应用中的地位，也为由于控制应用而带来的工程和技术的新突破提供了建议。

目录
序言
1 概要 1
2 领域纵览 7
2.1 什么是控制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.2 控制系统示例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.3 基于信息系统的作用不断增加 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.4 领域面临的机遇与挑战 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3 应用、、、机遇和和和战 25
3.1 航空航天和运输 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.2 信息和网络 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3.3 机器人和智能机器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
3.4 生物和医药 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3.5 材料和加工 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
3.6 其它应用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 624
教育及其外延
4.1 控制教育的新环境 . . . . . . . .
4.2 使控制更易理解 . . . . . . . . . .
4.3 拓宽控制教育 . . . . . . . . . . .
4.4 在K-12数学和科学教育中的机遇
4.5 其他机遇与趋势 . . . . . . . . . .
5 建议
5.1 控制、计算和通信的集成 . . . .
5.2 复杂决策系统的控制 . . . . . . .
5.3 高风险、远程控制应用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
5.4 支持理论研究和与数学的交互作用 . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.5 教育新方法及外延 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
5.6 结束语 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
A NSF/CSS 关于控制工程教育的未来方向的专题讨论会 85
参考文献