研究领域为控制科学与工程、智能无人系统，主要研究方向是复杂系统多指标优化与控制、多智能体协同控制等。
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陈杰主要研究方向是动态环境下复杂系统的多指标优化与控制、多智能体协同控制等。提出并建立了分布式协同控制的混合智能优化与稳定性的理论与方法，突破了数字化阵地信息快速自主获取与控制、多运动平台的分布式协同控制等技术难题，成功研制出装备，并得到大量应用。承担973计划、国家自然科学基金、预先研究、装备研制等任务多项。以第一完成人获得国家自然科学奖二等奖1项、国家科技进步二等奖2项、省部级一等奖4项，获2018年何梁何利基金“科学与技术进步奖”。发表SCI收录论文100余篇，出版专著5部，译著和教材各1部。以第一发明人获授权发明专利40多项陈杰已培养博士30余人，所指导的辛斌博士获第18届“关肇直奖”、辛斌的博士学位论文获得北京市优秀博士学位论文和中国自动化学会优秀博士学位论文；所指导的李佳洪博士和查文中博士的学位论文分别获中国指挥与控制学会优秀博士学位论文奖和提名奖；所指导的王钢的博士学位论文获得中国自动化学会优秀博士学位论文，学术论文获得2017年Eusipco最佳学生论文奖。
