经过三十多年的发展，学院在科学研究与技术开发方面已形成自身的特色，如“智慧系统与新能源技术”、“无线电能传输技术”、“先进检测与智能系统”、“信息物理系统的智能感知与控制”、“传感控制与先进集成技术”等研究方向已在西部地区控制科学与工程领域具有显著优势。

智慧工程研究院研究方向：

本研究方向的学术带头人为国家首批千人计划入选者宋永端教授。智慧系统与新能源技术研究院面向我国规模化新能源开发、利用的重大需求，聚焦新能源电力系统的重大科技问题，以多学科交叉为基础，开展创新性研究，围绕新型的电能获取和使用方式、以及这些新模式的规模化推广对电网安全带来的挑战，开展理论、技术与应用研究。构建再生能源电力系统智能控制与优化研究基地和技术开发平台，实现再生能源的高效转换与利用。以新能源发电系统、智能电网系统和新能源汽车系统为对象，主攻三类系统的分析、建模和控制，研究范围向内可以深入到具体装置，向外可拓展到智能汽车、智能制造等。

无线电能传输技术研究所研究方向：

本研究方向的学术带头人为孙跃教授。无线电能传输技术是用电设备的电能接入的最佳解决方案，它利用高频电磁场为媒介，实现能量以“无线”形式传递，极大提升了能量传递过程的灵活性与安全性。本研究团队自从2002年以来一直致力于无线电能传输技术及系统方面的研究，开展了以机理研究及基本原理实现等方面的基础性研究和技术开发工作，并着力于基于磁场耦合的无线电能传输系统谐振式变换器的初级电力电子变换电路及其相关控制策略、频率稳定控制技术与实现、拾取电磁机构研究与优化设计、拾取变换技术等方面进行深入系统地研究。提出了基于能量注入包络控制的新型电能变换拓扑、基于无功补偿的稳频技术以及优化控制算法；在系统建模方面，针对该系统的严重开关非线性问题，提出了离散映射建模方法并分析了系统出现的分叉及混沌现象机理。通过研究团队对基于磁场耦合的无线电能传输理论和技术的较为系统而深入的研究，在电能变换拓扑、电能传输模式、磁路耦合机构、功率控制策略、系统建模方法、非线性行为分析等方面已形成了具有创新性的理论与技术体系，并自主研制出从瓦级到几十千瓦不同输出功率等级的实验装置和示范系统。在无线电能传输技术研究成果转化方面，已先后与中海油服、中船重工、航天科工、南方电网和海尔集团等国内大型企业展开合作，共同推进无线电能传输技术在石油钻井、军工、航空航天、电动汽车及家用电器等领域应用。

先进检测与智能系统研究方向：

本研究方向的学术带头人为柴毅教授。由于复杂系统建模与优化问题具有大规模、带复杂约束、多目标、不确定性等特征，不仅是工业界亟待解决的控制优化关键问题之一，也是控制理论与优化理论研究中具有挑战性的科学问题。本方向以复杂航天发射系统控制与优化为主要对象，将智能方法与优化理论相结合、数学模型与新的控制方法相结合，研究航天发射过程及其控制系统中复杂对象的特性、建模与控制问题，逐步形成较为完整的航天发射控制、智能建模与优化理论体系，并研究高性能的优化算法，实现智能化的航天器发射过程优化决策与控制。主要研究内容为：故障诊断与系统安全；智能检测与计算机控制；模式识别与自主机器人系统；导航和位置服务。

信息物理系统的智能感知与控制研究方向：

本研究方向的学术带头人为孙棣华教授。本方向紧密结合国际智能技术前沿，基于人工智能、系统控制理论及信息物理系统（CPS）方法，面向传感、计算、通信与控制一体化的信息物理系统，研究智能感知、分析与决策控制的理论及方法。在此基础上，围绕典型工程问题研究发展现代信息技术条件下面向行业的智能自动化新技术。目前已重点针对交通、制造、电力等典型领域承担完成多项国家级科研项目，在交通信息物理系统、智能交通与智能网联汽车、智能制造与物流自动化、基于互联网+的智能感知与可信分析、专用生产自动化装备等方面，形成了一批具有影响力的智能自动化成果。本方向的研究将为推动物联网、智能交通、智能制造（工业4.0）等现代新技术发展奠定基础。

传感控制与先进集成技术研究方向：

本研究方向的学术带头人为梁山教授。本方向基于普适计算模式，以环境感知与目标识别、多源信息融合与计算智能等理论为基础，重点开展无线传感器网络、智能检测、移动感知、智能信息处理等方向的理论与应用技术研究。针对复杂网络的泛在性、复杂性特点，通过物理硬件、生物信息获取和人类感知等构建网络化感知环境，对复杂系统进行全过程、全方位信息感知；针对先进检测、监测与控制策略；通过多传感器融合、多agent控制策略、容错控制技术，界定具体控制对象，实现系统局部独立性与整体一致性的关联与协调控制；针对智能信息集成与智能决策，通过多维异构信息的处理与分析，实现复杂系统多层次、多目标、多准则的决策。主要研究内容为：复杂系统控制理论与应用；无线传感器网络与物联网技术及其应用；数据驱动的系统建模、预测、故障诊断及控制；智能信息处理、决策与控制；系统集成与自动化技术及应用。