1955年回国，曾任中国力学学会、中国自动化学会、中国系统工程学会、中国宇航学会理事长、名誉理事长等职。现任国防科学技术工业委员会研究员。中国人民解放军总装备部科技委高级顾问、研究员。中国力学学会、中国自动化学会、中国宇航学会、中国系统工程学会名誉理事长，中国科学院学部主席团名誉主席，中国科学技术协会名誉主席。曾任第七机械工业部副部长和国防科学技术委员会副主任和中国科学技术协会主席。

       在应用力学、工程控制论、系统工程等多领域取得出色研究成果，在中国航天事业的创建与发展等方面作出了卓越贡献。独立研究以及和冯愠门合作研究提出的许多理论，为应用力学、航空工程和火箭导弹技术的发展奠定了基础。回国后长期担任火箭、导弹和卫星研制的技术领导职务，为创建和发展我国的导弹、航天事业做出了杰出贡献。在工程控制论、系统工程和系统科学、思维科学和人体科学以及马克思主义哲学等许多理论领域都进行过创造性研究，做出了重大贡献。1956年获中国科学院自然科学奖一等奖，1985年获国家科技进步奖特等奖，1991年被国务院、中央军委授予“国家杰出贡献科学家”荣誉称号和一级英模奖章。1999年获“两弹一星功勋奖章”。

       1957年选聘为中国科学院院士（学部委员）。1994年选聘为中国工程院院士。