控制科学与工程学科是一门交叉学科，涉及数学、物理、机械、计算机、通信、电子电气和航空航天等领域的知识，其核心是各种基于数学和物理的控制、优化等基础理论，在国防、工业、农业、交通、生物、医学、经济等领域中具有十分重要的作用。控制科学与工程包含控制理论与控制工程、模式识别与智能系统、导航制导与控制、检测技术与自动化装置和系统工程等二级学科，在本科阶段叫作自动化。作为一个自动化相关的科研、从业人员，除了学习各类赖以生存的显式技能、锻炼核心的竞争能力之外，还应当打牢相应的学科基础，从而有一个长远的发展（Bottom-up），正所谓 “行稳健，方致远”。下面列出的是我在南理工学习过程中整理的一份书单，并提供了电子书，供大家参考。
注：本书单是在自动化本、硕、博培养计划（以南理工为例）基础上的一个扩充，大家可以根据任务以及需求导向的方式（Top-down）进行学习（例如根据当下的比赛、科研项目等要求，边做边学）。在学习过程中，我们既要理解我们所研究的物理对象（基于物理、数据等知识进行数学建模），搞清楚我们可采用的控制手段（包括使用什么样的传感器、控制器和执行器），又要弄清楚所采用的控制及优化算法的数学原理、适用范围和优缺点，最关键的是要具备相应的理论推导、代码实现（电路设计、机械设计、实物验证）的能力，最终的目的是更好地解决实际问题（从实践中发展理论、用实践去检验理论、用理论指导和解决实际问题）。
| 年级 | 主干课程 | 选修课程 | 综合课程 | 学科竞赛 |
|---|---|---|---|---|
| 大一上 | 工程制图、计算机导论、C语言程序设计、高等数学(I)、大学英语(I) | 引导性物理实验 | 职业生涯规划 | |
| 大一下 | 线性代数、高等数学(II)、大学物理(I)、大学物理实验(I)、大学英语(II) | 空间电子技术与天文史话、工程领域中的数学问题(矩阵在密码学中的应用) | 创业教育 | 江苏省高数竞赛 |
| 大二上 | 理论力学、大学物理(II)、大学物理实验(II)、软件技术基础(数据结构)、电路、工程数学(复变函数与积分变换) | Java程序设计、控制学科前沿讲座、工程文化 | 管理学原理、金工实习 | 南理工大物竞赛 |
| 大二下 | 模电、数电、数据通信与网络、概统、自动控制元件(控制电机) | 网页设计(HTML、CSS、JavaScript) | 电工电子综合实验(三相电路设计与Multisim仿真)、电工实习、科研训练 | 江苏省大学生机器人大赛(无人车多车交互) |
| 大三上 | 高频电子线路、传感器与检测技术(电阻、电容、电感式传感器检测电路设计)、嵌入式控制系统及应用(自主移动AGV控制系统设计)、电力电子技术、控制工程基础(模拟控制电路搭建)、微机原理与接口技术(汇编语言编程) | 多媒体技术基础(无损压缩算法、数字声音编码、数字图像与电视基础、光盘存储器与多媒体通信系统)、PCB设计 | EDA设计(放大电路与阶梯波发生器电路设计及其Multisim仿真)、电工电子综合实验(数字时钟设计)、Matlab控制系统计算机辅助设计(三容水箱液位控制) | |
| 大三下 | 过程控制(基于C语言的单容水箱液位控制)、运动控制(电机伺服控制)、PLC原理及应用(西门子S7-200)、现代控制理论(基于Simulnk的倒立摆实物LQR控制) | 控制系统综合课程设计(基于卡尔曼滤波的飞行目标状态估计)、建模与辨识基础(伪随机信号生成、最小二乘参数辨识)、无人机控制技术(多旋翼无人机的建模、控制与状态估计) | 就业指导 | |
| 大四上 | 最优控制(垂直起降VTOL飞行器的最优控制)、数字信号处理 | 模糊控制(基于Simulnk的倒立摆实物模糊控制)、航天器控制技术(航天器轨道力学与位姿控制、火箭与运载工具)、数字图像处理 | EDA综合实验(基于FPGA的自动贩卖机设计)、嵌入式控制系统综合实验(基于Linux系统的交通灯设计)、控制系统案例分析(混沌、时滞、多智能体、Petri网) 、毕业实习(基于树莓派的两轮车自平衡与轨迹跟踪控制) | 江苏省大学生机器人大赛(格斗搏击) |
| 大四下 | 毕业设计(室外越野机器人的软件与控制算法设计) | 全国大学生恩智浦杯智能汽车竞赛(室外电磁组) | ||
| 研一上 | 线性系统理论、高等工程数学(矩阵论、优化理论)、控制理论中的矩阵代数(高等代数、矩阵分析)、人工智能原理与方法、硕士英语 | 现代分析基础(泛函分析)、非线性系统与调节理论(Quanser Aero 二旋翼飞行器的输出调节)、图像分析基础 | ||
| 研一下 | 机器人控制理论与技术(感知、定位、规划、控制、Ros)、智能信息处理技术(神经、进化与模糊计算、数据融合、智能优化算法) | 混杂系统、网络系统的信息处理技术(存储、检索、计算、安全)、现代测量技术与误差分析、模型降阶、有限时间观测理论 | 网络工程实验(局域网组网) | 泰迪杯数据挖掘挑战赛(电力巡检智能缺陷检测）、华为杯研究生数学建模竞赛(辛烷值损失预测模型) |
| 博一上 | 机器学习(医学图像病变检测)、非线性系统(稳定性、微分几何、反馈线性化)、学术英语写作 | 二外法语 | ||
| 博一下 | 模式识别(遥感图像变化检测)、深度学习神经网络(人体运动位姿预测) 、导航系统理论与方法 |
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