錢(qián)學(xué)森當(dāng)時(shí)雖然非常痛恨美國(guó)政府對(duì)他的迫害，但是懷念美國(guó)加州理工學(xué)院的學(xué)術(shù)民主空氣。

戴汝為在錢(qián)學(xué)森身邊工作了幾年，錢(qián)學(xué)森并沒(méi)有把他留在力學(xué)研究所，而是建議他去自動(dòng)化研究所。在錢(qián)學(xué)森看來(lái)，戴汝為把《工程控制論》譯成中文，而且對(duì)工程控制論做了許多研究，更適合從事自動(dòng)化研究。

這樣，戴汝為離開(kāi)恩師錢(qián)學(xué)森，到中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所從事研究工作。在20世紀(jì)60年代，戴汝為解決了用極大值原理解最速控制、終值控制的數(shù)值計(jì)算問(wèn)題。在70年代，戴汝為最早在國(guó)內(nèi)開(kāi)展模式識(shí)別研究，完成了信函分揀中的手寫(xiě)數(shù)字識(shí)別系統(tǒng)。

1979年8月，美國(guó)普渡大學(xué)的模式識(shí)別領(lǐng)域?qū)＜摇⒚兰A人傅京孫教授應(yīng)中國(guó)科學(xué)院等單位邀請(qǐng)，到中國(guó)進(jìn)行模式識(shí)別方面的講學(xué)，與戴汝為相識(shí)。1980年至1982年，戴汝為在美國(guó)普渡大學(xué)電機(jī)系做訪問(wèn)學(xué)者。戴汝為與傅京孫合作，提出了“語(yǔ)義句法模式識(shí)別技術(shù)”，提出了語(yǔ)義、句法方法。這一成果獲中國(guó)科學(xué)院1986年科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，錢(qián)學(xué)森評(píng)價(jià)說(shuō)：“我深感戴汝為同志是我國(guó)模式識(shí)別方面的權(quán)威之一，學(xué)術(shù)造詣深?！?/p>

從美國(guó)回來(lái)之后，戴汝為通過(guò)通信經(jīng)常向錢(qián)學(xué)森請(qǐng)教，彼此就學(xué)術(shù)問(wèn)題交換意見(jiàn)。戴汝為說(shuō)，錢(qián)學(xué)森寫(xiě)給他的信，有200多封。

戴汝為在20世紀(jì)80年代中期開(kāi)展了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在知識(shí)工程中應(yīng)用的研究；90年代初，進(jìn)行智能控制及手寫(xiě)漢字識(shí)別的工作。他還通過(guò)知識(shí)系統(tǒng)及人工智能的途徑，跨入對(duì)開(kāi)放的復(fù)雜系統(tǒng)及其方法論的研究。

錢(qián)學(xué)森不僅是中國(guó)力學(xué)的學(xué)科帶頭人，他作為工程控制論的創(chuàng)始者，也是中國(guó)自動(dòng)化學(xué)科帶頭人。1957年，中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)籌備委員會(huì)成立，在錢(qián)學(xué)森倡導(dǎo)下開(kāi)展工作。1961年中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)在天津正式成立，錢(qián)學(xué)森當(dāng)選為第一、二屆理事長(zhǎng)。此后，第三屆理事長(zhǎng)為宋健院士，第四屆理事長(zhǎng)為胡啟恒院士，第五屆理事長(zhǎng)為胡啟恒院士、楊嘉墀院士，第六屆理事長(zhǎng)為楊嘉墀院士、陳翰馥院士，戴汝為擔(dān)任第七屆、第八屆、第九屆理事長(zhǎng)至今。

經(jīng)錢(qián)學(xué)森親自推薦，1991年戴汝為當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士。1993年至1998年戴汝為任中科院技術(shù)科學(xué)部副主任。