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1968年2月，出生于山东省淄博市桓台县。

1983年—1986年，在山东省桓台第一中学学习。

1986年9月—1991年7月，在清华大学机械工程系学习，毕业获学士学位。

1991年9月—1996年7月，在清华大学机械工程系学习，毕业获博士学位。

1996年8月—1998年5月，任清华大学机械工程系无损检测教研室副主任、讲师。

1998年6月—1998年9月，任清华大学机械工程系无损检测教研室副主任、副教授。

1998年10月—1999年10月，担任英国萨里大学合作研究访问学者。

1999年11月—2003年4月，任清华大学机械工程系无损检测教研室副主任、副教授。

2003年5月—2003年11月，任清华大学机械工程系自动化所副所长、副教授。

2003年12月—2004年9月，任清华大学机械工程系自动化所副所长、教授。

2004年10月，任清华大学航天航空学院人机与环境工程研究所所长、教授（期间于2006年入选教育部跨世纪优秀人才培养计划）。

2011年4月，任清华大学航天航空学院航空宇航系主任、教授。

2012年4月，任清华大学神经调控技术国家工程实验室主任。

2016年7月—2018年6月，任清华大学航天航空学院常务副院长。

2018年6月—2022年9月，任清华大学航天航空学院院长。

2022年9月—2022年12月，任清华大学党委常委、副校长，清华大学航天航空学院院长。

2022年12月—2023年12月，任清华大学党委常委、副校长（期间于2023年11月当选为中国科学院院士）。

2023年12月，任清华大学党委副书记、校长（副部长级）。