2011 年中国科学院信息技术科学部常委会决定依托北京大学由黄琳院士牵头进行控制科学发展战略研究，历时三年，研究完成后的正式报告由科学出版社于2015 年正式出版。
考虑到控制科学的学科进展与意义，2014 年国家自然科学基金委员会和中国科学院联合立项了“中国控制科学学科发展战略研究”资助项目的后续研究，仍由黄琳院士主持，项目为期两年。为了项目能有序地进行，组织了由控制学科各方向部分专家参加的工作会议，经过讨论决定：将根据项目进展情况在战略研究工作的基础上就控制学科中的一些专门方向分期出版系列图书。系列图书的选题应从控制科学学科战略发展的角度出发，根据当今信息丰富时代的特征并结合国家安全和国民经济的战略需求，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，新的科技进展对控制科学发展提供的机遇和条件，以及控制学科发展的瓶颈和新的可能的学科生长点等，凝练控制科学基础理论和应用的重点研究方向和问题。
系列图书出版的宗旨是成熟一本出版一本。最新推出的《控制理论若干瓶颈问题》（《控制理论若干瓶颈问题》项目组编著. 北京：科学出版社，2022. 9）由张纪峰研究员组织有关专家完成的。本书的完成得到了黄琳院士、系列图书工作组和其他专家的支持，以及国家自然科学基金委员会和中国科学院关于学科发展战略研究项目（L1422044）的联合资助，在此一并表示感谢。
随着当代科学技术不断面临极端条件和系统复杂性的挑战，传统方法所设计的控制系统在精度、速度和可靠性等方面都难以满足更新更高的要求了。同时，云计算、网络化控制、通信、互联网、物联网、智能化系统、大数据等也给传统的系统控制带来了新的挑战和机遇。《控制理论若干瓶颈问题》主要针对控制理论的一些重要分支，分析当前存在的瓶颈问题，展望其发展趋势和面临的一系列挑战。
▍第1章 优化控制研究概述与关键问题分析
针对系统优化控制理论，从优化问题和优化方法两个角度概述了控制系统当前的研究热点与难点，并重点从智能优化和极值优化两个方面对国内外的相关优化控制方法与应用研究进行了介绍和分析，指出了优化控制研究中的核心问题与瓶颈问题。
▍第2章 逻辑控制系统中的未解问题
研究以布尔网络为代表的逻辑动态控制系统是目前控制理论发展的一个新生长点，既具有广泛的应用背景，在理论上又极具重要性和前沿性。讨论了其中若干未解决的重大问题，包括计算复杂性与聚类，状态空间与反馈不变子空间，能观性、观测器的设计与应用，演化博弈的建模与学习模型，微分博弈的有限分割与多目标优化，以及合作博弈中分配的计算和它在控制中的应用。
▍第3章 系统与控制中优化理论与应用的挑战与瓶颈
针对系统与控制中优化理论与应用的若干挑战与瓶颈问题，分析了若干瓶颈问题，主要涉及优化模型降维、变换、随机规划建模等方面。
▍第4章 分布参数系统控制
针对分布参数系统控制，分析了其中存在的难点和瓶颈问题，具体包括控制和测量的位置问题、采样控制问题、最优控制的数值计算问题、控制理论若干瓶颈问题耦合系统的控制、分布控制和分布量测问题、不稳定和不确定系统的控制、随机分布参数控制问题以及非线性问题。
▍第5章 数据驱动控制系统
针对数据驱动控制，分析了数据驱动方法理论在数据驱动动态建模与控制器结构、数据驱动优化、数据驱动控制，以及数据驱动控制的稳定性、收敛性和鲁棒性等方面所面临的艰巨挑战。针对简单系统数据驱动控制和大数据环境下数据驱动控制，提出了数据驱动控制理论和方法迫切需要解决的问题和可能的发展趋势。
▲ 数据驱动控制（DDC）方法的被控对象
▍第6章 自抗扰控制中的若干未解问题
自抗扰控制已发展为一种可处理大范围和复杂结构（如时变、非线性、耦合等）不确定动态系统控制问题的新方法，它突破了许多现有理论和方法的局限性，同时也对控制理论研究提出了许多新挑战。主要从自抗扰控制的适用条件以及自抗扰控制的理论分析两个方面讨论了其中的一些未解问题。
▍第7章 非线性控制的几个瓶颈问题
针对非线性控制，结合其理论研究中刚刚起步的几个理论研究方向，简要阐述了相关瓶颈问题，具体包括混杂系统的非线性动态网络的稳定性、量化非线性控制、非线性系统的事件驱动控制。
▍第8章 时间与事件驱动的采样系统控制
针对时间与事件驱动的采样系统控制，着眼于采样控制系统的结构特点、性能需求和设计难点，简要介绍了时间与事件驱动采样控制系统的一般构成和发展现状，并分析了事件驱动采样系统中尚待解决的瓶颈问题和相关交叉应用。
▍第9章 系统辨识在信息时代的挑战和一些瓶颈问题
在当前信息时代，系统辨识也遇到了新的挑战。从系统辨识如何适应新信息时代发展的角度，以问题的广泛性、困难度及影响力为出发点提出了系统辨识领域中值得关注的一些瓶颈问题。
▍第10章 自适应控制的瓶颈问题
针对自适应控制，通过列举航空航天控制的实例，分析了实际应用领域对自适应控制的需求，提出由此带来的理论问题，并对未来的发展进行了展望。
▍第11章 预测控制理论的瓶颈问题
针对预测控制理论，分析了鲁棒预测控制、混杂预测控制、随机预测控制和经济预测控制几个分支的研究进展和面临的难点问题，指出如何为预测控制的实际应用提供既具有稳定性和性能保证同时又能在不确定环境下鲁棒运行的预测控制算法。此外，为预测控制算法应用中参数设定等提供理论指导是预测控制理论应该也必须要解决的问题。
▍第12章 随机控制系统中的若干瓶颈问题
针对随机控制系统，讨论了其面临的一系列瓶颈问题, 特别是一些长期存在并且悬而未决的难题，主要讨论了受控扩散模型、非线性滤波、部分可观测的随机控制问题、数值方法和维数灾难问题，并给出了扩散过程的一些变形和若干在新兴应用中出现的模型。
▍第13章 不连续控制系统的现状及开问题
针对不连续控制系统，从时间及空间角度进行分类，将它们的共性及特性进行分析比较，并对现有的不连续控制系统理论及应用进行了总结，提出未来的发展方向及开问题。
▍第14章 时滞系统控制的瓶颈问题
针对时滞系统控制，综述了时滞线性系统最优控制、最优估计及反馈镇定研究近几十年来的主要进展，并对于代表性的结果给出了具体描述；同时阐述了时滞系统控制所面临的几个挑战性问题，包括时滞系统反馈镇定。时滞系统随机控制、随机延迟系统的控制以及最大时滞界问题。这些挑战性来自于数学工具或者控制理论工具的局限性，也来自于所采用研究方法的局限。
▍第15章 控制系统分析设计的一个隐性瓶颈问题
控制系统分析与设计过程中存在的一个隐性瓶颈问题即是计算复杂性问题，重点关注离散状态和决策空间的“非线性”和“非光滑”控制系统的分析与设计中的计算复杂性问题，探讨在计算机和网络平台上求解控制科学问题若干有待突破的核心难题。
▍第16章 鲁棒控制的瓶颈问题
现代鲁棒控制是反馈控制发展的一个重要里程碑。它正在和将要在很多领域开花结果，包括复杂互联系统、混合系统、多智能体系统、信号处理、通信系统、智能电网、生物系统，等等。主要分析了阻碍鲁棒控制应用中的真正瓶颈问题，论述了阻碍现代鲁棒控制理论与方法在实际工程中应用的几个关键方面，即现代鲁棒控制教学，鲁棒控制系统建模与鲁棒控制算法实现。
▍第17章 怎样的受控对象更好控制
讨论了怎样的受控对象（亦称作被控对象）更好控制。介绍了问题的背景、问题的一般描述、问题的两个猜想、猜想的研究框架以及猜想的研究进展与展望。
▲ 候选控制性设计指标猜想的探索性研究方案
▍最后，附录部分列出了征集到的部分开问题。
控制系统安全问题
隐私保护与系统性能问题
仿人思维控制论
基于信息的控制系统建模
如何借鉴生物群体智能解决无人机集群紧密编队自主协调控制难题
与状态相关的参数的闭环辨识
快变参数系统的自适应控制
控制理论中的开问题三则
微小渐变故障诊断与预测问题
随机系统之间解的比较
非线性系统控制
控制系统设计中的权函数选择问题
按定量的性能要求设计控制系统
非线性系统的线性化控制问题
平衡状态控制问题
分布式互联系统的预测控制器的设计与综合
Aizerman 猜想及Kalman 猜想
线性矩阵不等式问题
集值输出系统的递推参数辨识
本书可供高等院校和科研院所从事控制领域研究的科研人员以及研究生选用。