系统的一个更大的类别的代表并且表明来自控制的原理可以怎样用来理解自然及建造设计的系统
（5）材料及加工
化学工业是美国最成功的产业之一，有超过100万份工作及4000亿美元的年产量。已经有连续贸易顺差记录，它是美国首要的出口工业：在2000 年总计出口725亿美元，占美国全部出口超的份额，并且在1997 年产生一个超过200亿美元记录的贸易顺差。
加工制造业的运转过程将需要先进的信息和制造过程控制技术持续引入如果化学工业要保持它以在可靠的最好的用户服务下交付产品的全球能力。另外，正在探索那些将需要新的方法让控制取的几个新技术领域。这些新技术领域包括例如电子学，化学，和生物材料薄膜加工领域中的纳米以及为提供一系列管理和企业资源分配设计的集成微系统。在这些领域中对新发展的盈利是真实且在从半导体到医药制品到大量材料产业的将来发展中控制的使用是关键的。过程控制的进步的子是制造如在图8中所示的那种微处理器。
图8。因特尔奔腾四晶片和模片。
专家小组确定了在材料和加工领域内遍及大多数应用的几个共同的特征。建模扮演着一个至关紧色，并且以多种时间的和空间比结合化学、流体力学，热科学和其他学科的多学科系统对更好的法有一个明确的需要。对于在不确定条件下测定这些比率以及设计、控制及优化来说更好的数值必要的。而且控制技术必须利用增加现场测量法以控制越来越复杂的现象。
除对改进产品质量的持续需要之外，在过程控制工业里的几个其他因素是供控制使用的驱动器。令继续对在污染物的产生给予更严格的限制，强制使用采用了先进技术的污染控制装置。对环境考虑已经导致更小的贮存量的设计以减少化学制品严重渗漏的风险，要求在上游过程进行更严密并且在某些情况中，对供应锁链也要严密控制。能量耗费上的巨大增长已经鼓励工程师们结合过独立操作的很多过程设计高度集成的装置。所有这些趋势都增加了这些过程的复杂性及对控制系能的要求，使控制系统设计越来越具有挑战性。
如同在很多其他应用领域一样，新的传感器技术正为控制创造新机会。在线的传感器，包括激光视频显微技术、紫外线、红外线、及喇曼光谱测定技术，正变得更坚固并且不那么昂贵并且在更产过程里出现。大多数这些传感器已经被当今的过程控制系统使用，但是还需要有更复杂的信号控制技术对由这些传感器提供的实时信息进行更有效地使用。控制工程师也能为所需的传感器的
设计做出贡献，例如，在微电子技术工业方面。如同在别处，挑战是对这些新传感器提供的大量有效的使用。另外，需要有一个面向控制建立基础过程的基本物理模型的方法去理解通过传感器在内部状态下可观性的基本限制。
其他领域
前面的部分已经描述了被专家小组讨论的一些主要的应用领域。然而，在很多领域中来自控制的被使用或者可能被使用。报告描述在以下领域的另外的机会和挑战： .环境科学和工程，尤其大气系统和微生物生态系统
.经济学和金融，包括象定价和套头交易选择那样的问题 .电磁学，包括隐形应用的主动电磁消零
.分子、量子及纳米级系统，包括纳米结构材料的设计，精密测量，及量子信息处理 .能源系统，包括电网负荷分配和动力管理
教育及延伸
控制教育是团体的活动的一个组成部分也是转变和影响的最重要的机制之一。在1998年，国家科会（NSF）和IEEE控制系统协会（CSS）共同发起一个控制工程教育的专题讨论会产生了许多改进育的建议（见[6]）。专家小组的调研结果及建议就是基于这个以及专家小组成员和控制团体之间讨论。
传统上控制是利用它的工具在各种工程学科内的的教育，在一个给定的范畴内允许控制方法特别之间的紧密结合。它也毫无例外地在工程系内专门地教授，及其对本科生。研究生课程则经常是之间的公共课；有的地方则设为应用数学或者运筹学方面的课程的一部分（尤其是关于最佳控制系统）。几十年来这种方法已经很好地服务于那个领域并且已经培养了一个控制从业者和研究人越的团体。
逐渐地，现代控制工程师进入作为一位系统工程师的角色，负责连接一个复杂的产品或系统的很这不仅仅需要在控制的框架和工具里的一个坚实的基础，也需要对多学科的技术细节的理解的能括物理学，化学，电子学，计算机科学，和运筹学。领导能力和沟通技巧在这些环境里是成功的
另外，除了其传统的应用领域外控制正越来越多地应用于航空学，化学工程，电机工程和机械工物学家正在把来自控制的一些想法用来模仿和分析细胞与动物；计算机科学家正把控制用于路由入软件的设计；物理学家使用控制测量并且修改量子系统的变化过程；而经济学家则正探索把反于市场和商业。
应用控制方面的变化给社团带来了一个挑战。在美国，在教育中对学科分界线是非常牢固的，控工作者和研究人员之间很难越过这些边界的保持牢固的联系。虽然控制团体很大也很兴旺，控制是一个课程的任何特定的讨论的一个小的部分，因为这些都只发生在系里。因此，要获得所必需对控制课程作重大改变是困难的。另外，控制的许多新应用都超出了讲授控制的传统学科之外，这些新兴的课程对这个更广泛的团体有吸引力并且把那些新课程并入其他学科的课程（如生物学学或医学）是困难的。
为了实现报告中所描述的机会，控制教育必须被调整成能够在这个新的环境中运转。有几所大学
始在控制教育的讲授和组织方式作出改变，并且这些努力对如何使这种调整成功的完成提供了某目前的方法包括建立一个包括来自于许多不同学科的研究人员的控制的交叉学科的研究中心，在建立一个交叉多个科系的共有的研究生课程，以及在控制中建立硕士或博士教育大纲（这在欧洲很
与控制的这个新环境来相联系，为了使更广泛的团体对反馈和控制的基本原理更了解，教育就显重要了。正如专家小组的主要建议说明的那样，控制的大多数将来的机会都在新的领域中，并且必须制订培养那些将致力于这些挑战的下一代的研究人员所需要的教育计划。
强调反馈概念和必备的数学知识是对新书和课程的一个关键要求，不要求学生具有传统的工程学由于生物学、计算机科学、环境科学、物理学及其他学科中更越来越多的学生都寻找学习和应用方法，教育工作者必须探索提供理解基本概念以及应用某些可用的先进的工具所必需的背景的新应当编写针对这更普通的听众的教科书并且用到对象是一年级生物学或计算机科学的大学生的课他们可能除了二年级的标量普通微分方程和线性代数之外就不具备多少连续的数学的背景。
除了改变课程的设置从而拓宽控制的可达性之外，控制专业的学生广泛地掌握工程学，科学及数也是很重要的。现代控制包括多种非常复杂的工程系统的发展与实现，而且控制团体一直是训练统前景的专业人员的一个主要的发起者。在控制的课程需要反映出这个角色并且为学生提供发展工程和研究活动中的必要技能的机会。
同时，在控制过程中的工作量是巨大的，因而必须努力把现有的知识基础统一成一种更紧密的形于新书有一个要求，即以有效的方式系统地介绍范围广泛的控制技术。这将是一项主要的事业，果将来的控制专业的学生要接受简要但全面的控制基本原理的基础训练从而使他们能够继续延伸沿并超越它目前的范围，这就显得很需要了。
建议
控制仍然是一个充满机会的领域。要实现这些机会，下一代的控制研究人员获得所需要的开发新技术、探索新的应用领域、对新观众的影响的支持是十分重要的。对于这个结局，专家小组为加的影响列举了五个比较主要的建议。
集成控制、计算与通讯
廉价和无所不在的感知、通信及计算，对大规模复杂系统的控制的新应用将是一个主要方法。在络、网络的控制及安全关键的大规模互联系统的设计方面将产生很多新的研究问题和理论挑战。统的一个关键特征是它的坚固的但是脆弱的性质，在执行中由于级联故障使其性能遭受大的破坏
一个重大的挑战将是把控制、计算机科学、及通讯中完全不同的研究团体归拢到一起建立必要的理论从而在这一领域中取得进步。除基于以个别调查者为基础的项目之外这些团体的共同研究将于团队的努力，而且很可能会包括许多领域的专家致力于共同的问题。
为实现这一领域的机遇，专家小组建议政府机构和控制团体充分地增大以控制、计算机科学、通络的集成为目的的研究。
在美国，国防部已经通过多学科的大学研究起动（MURI）计划在这个领域中作了实质性的投资，个趋势还应当继续下去。建立把控制、计算机科学和通讯结合在一起的较大的多学科中心以及培
些领域中有见识的工程师和研究人员将是重要的。
工业的介入对于这种综合的努力的最终成功将是关键性的，而大学应该开始与相关的公司寻找合子包括网络设备的厂商。
控制、通讯及计算的集成方面不断的研究增强其好处在我们的运输系统（飞机、汽车和火车），通讯网络（有线的、无线的及移动的），及企业范围内的经营和供给网络（电力、制造业、服务中比比皆是。
复杂决策系统的控制
在控制系统里逻辑和决策正在现代控制系统中起着越来越重大的作用。这种决策不仅包括基于系的传统的逻辑分支，而且包括使用高级语言的更高水平的抽象推理。这些问题在传统上一直存在智能界领域内，但是在许多应用中动力学、鲁棒性及互联的日益重要的作用表明控制团体的参与性越来越明确。
一个类似的趋势是大系统中控制的使用，例如整个企业的后勤和供给链这些系统包含在一种不确来面对要求为每个大的、非常不相同的系统所确定资源分配新协议作出决策。虽然对于这样的系模型的分析与设计将是重要的，这些模型（及后来的控制机构）一定对于那些有数以百万元部件系统一定要可升级的。而这些元部件本身就复杂得如同我们当前日常控制的系统。
对于如何处理这些问题，专家小组建议政府机构和控制团体充分地增加对在更高决策的水平上得研究，移向企业级的系统。
控制团体多年来一直涉及的一个领域是控制在其微分方程中传统根源之外的延伸。而且很显然某观念是必要的。对这种形式的系统的分析与设计的有效构架还没有被完全发展起来，而且控制团涉及这类的应用以便了解如何阐述问题。
对于探索新观念来说一种有用的技术可能是试验台的发展。在军事舞台上，这些试验台包括无人具（空中、陆地、海洋以及太空）的集合，与人类伙伴及对手的联合操作。在商业部门，服务性人及私人助手可能是一个富有成果的探索领域。以及在一所大学的设置中，对于发展新范例和工机器人竞技的出现是控制研究人员应该作为一种机械装置来探究的有趣的趋势。在所有这些事例该探索与人工智能团体的更强的联系，因为他们目前在许多这样的应用中处于最前沿。
在这个领域中研究的好处包括用系统的技术替代特定设计方法从而发展更加可靠和可维修的决策它也将导致更有效率和自治的企业范围的系统并且，在军事领域中，为使人生命的危险减到最小物提供新选择。
控制的高风险、长远应用
随着科技对反馈的重要性的一种新的理解的产生以及新的传感器和执行机构的出现，使用操纵的以前不断增多，控制的潜在的应用领域也在迅速增加。为了发现和利用这些新领域中的机会，专须积极地参与其传统根基之外的领域的研究。同时，我们必须找到教育控制方面的领域的专家的允许更充分的对话，并加速控制在数量巨大的潜在应用中的使用。
另外，很多应用将会为考虑控制而需要新范例。例如，我们传统的信号的概念是通过振幅和相位把信息编码，这就可能需要被延伸到对系统的学习，在这当中允许用脉冲串或者生物化学的“信
追踪信息。
对于许多这样的领域的机会之一就是输出（发展和扩充）在控制过程中发展起来面向系统的建模针对聚集和分级建模而发展起来的工具在许多必须被理解的复杂现象中可能是重要的。在控制中是最尖端的可以提供的工具之一，尤其是关于不确定性管理。
要实现一些这样的机会，专家小组建议政府机构和控制团体去探索控制在新领域的高风险、长远例如纳米技术，量子力学，电磁学，生物学，以及环境科学。
在探索新领域过程中的一项挑战是两个（或更多）领域中的专家们必须走到一起，在主要基于学金的构架下常常是很难做到的。多种机制可被用来做这个，包括通过控制项目为支付与控制研究肩着手于难题的生物学家、物理学者及其他人提供的双重调查者资金。同样地，资金代理应该通领域的项目放宽科学与技术的资金从而包括控制团体的基金。
另一个要求是建立一个控制研究人员能够与新团体合作的“聚会场所”，能够各自阐述对对方的工具的理解。这将包括一周或更长的集中的专题讨论会，探索控制在新领域中的应用，或者针对定应用领域中的控制的4至6周的短期课程以及在该领域的应用的研究班。
在大学里，需要新材料去教授那些想要学习关于控制的非专业人士。大学也应该考虑在科学和工间的双重职位承认控制的较广义的本质以及对控制的需要不被限制在一个单一的学科的领域上。科中心（例如位于圣芭芭拉加州大学的控制工程与计算中心）和控制的计划（例如加利福尼亚理的控制与动力系统计划）就是联合职位的理所当然的场所，而且能够作为通过吸引资金及传统学的学生来研究控制的新领域的一种催化剂。
控制的应用有许多成熟的领域，新领域中增加的活动将在许多不同领域中加速推动控制的发展以的使用。在许多这些新应用领域里，被控制团体所支持的系统分析法尚待被应用，但是还将需要工程应用。或许更重要的是，控制有机会对其他领域进行革命，特别是那些有着错综复杂难以理统的领域。当然，这些难题是非常难的，而且以前的尝试不总成功，但是机会是大的，并且我们续努力向前走。
对理论的支持及与数学的相互作用
控制的核心强度是其对理论的尊重及有效的使用，以及对受控制问题驱动的数学做出的贡献。严制团体的标志，是其许多成就的关键。继续与数学相互作用以及对理论的支持当对控制的应用变杂和更多样化时就显得更为重要。
目前的一种需要是使现有的知识库更紧凑以便该领域能继续增长。结合以前的结果以及为理解和些结果提供一个更统一的结构在任何领域都是必要的，而且在控制史上已经发生过很多次。对于巩固控制的基础的理论家来说，这个过程必须继续进行而且需要稳定的支持。控制专家也需要具的抽象化的水平从现有的理论辨别出新的应用，扩充应用库。
为保证该领域的持续健康，专家小组建议社团和基金机构保持对理论的支持以及与更广义上的数互作用。
某些可能与数学相互作用的领域包括动态系统、图论、组合学、复杂性理论、排队论以及统计学