2018年哈工大電氣工程及自動化學院電氣工程專業復試指導

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1、復試由筆試(200分)和面試兩部分組成。

2、筆試科目及主要內容

(1)筆試科目1：自動控制理論(80分)

參考書目：《自動控制理論》，夏德鈐、翁貽方編著，機械工業出版社，2012，第4版。

主要內容：

自動控制的基本概念，包括：自動控制系統及相關的基本概念;自動控制系統的組成、分類;控制系統分析的主要問題及性能指標。

線性系統的數學模型，包括：線性系統數學模型及微分方程的建立;非線性微分方程的線性化;傳遞函數的基本概念及典型環節的傳遞函數;控制系統的傳遞函數及方框圖的建立和化簡;信號流程圖和梅遜公式。

自動控制系統的時域分析，包括：典型輸入信號;線性定常系統時域響應的求取，一階系統的響應;二階系統的響應及動態性能指標;控制系統的穩定性;勞斯穩定判據、霍爾維茨穩定判據;穩態誤差分析和計算。

根軌跡法，包括：根軌跡的基本概念;繪制根軌跡的幅值及相角條件;常規根軌跡的繪制規則;參數根軌跡;應用根軌跡法分析系統的性能。

線性系統的頻域分析，包括：頻率特性的基本概念;頻率特性的表示方法;典型環節的頻率特性;系統開環頻率特性的繪制(幅相頻率特性和對數頻率特性);奈奎斯特判據;穩定裕度;利用開環頻率特性對控制系統的性能進行分析;系統的頻域和時域性能指標的關系;閉環頻率特性。

自動控制系統的校正綜合，包括：校正綜合的一般概念;系統基本的控制規律;常用校正裝置及其特性;串聯超前校正、串聯滯后校正、串聯滯后-超前校正(應用頻率法、根軌跡法);期望特性法;反饋校正。

非線性系統分析，包括：非線性系統概念和特點;描述函數的概念;典型非線性的描述函數;描述函數的應用;相平面法的概念和性質;相軌跡的繪制;相平面圖的應用。

(2)筆試科目2：電力電子技術(80分)

參考書目：《電力電子技術》，西安交通大學王兆安、劉進軍主編，機械工業出版社，2009年7月，第5版。

主要內容：

電力電子器件：電力電子器件的特征、分類;主要電力電子器件的工作原理、基本特性和主要參數。

可控整流電路：單相和三相相控整流電路的主電路結構與基本工作原理;整流電壓/電流、器件電流、二次電流波形分析;可控整流電路的基本數量關系——整流電壓和整流電流平均值、整流器件電流的計算;交流側輸入諧波和功率因數問題;輸出電流的諧波分析;有源逆變運行的條件、有源逆變電路及其工作原理。

逆變電路：逆變的概念;電壓型逆變電路的結構、原理與計算分析;多重逆變電路和多電平逆變電路的主電路結構原理和控制原理。

直流-直流變流電路：基本直接、間接直流變換電路的結構、控制方式、工作過程分析與定量計算。

交流-交流變流電路：交流電力控制電路和變頻電路的結構、控制方式、工作過程分析與定量計算。

PWM控制技術：PWM技術的基本原理;PWM控制信號產生原理;SPWM控制技術中載波與調制波的概念、單極性PWM控制方式和雙極性PWM控制方式原理、異步調制和同步調制、載波比、分段同步調制的概念、自然采樣法和規則采樣法的原理;PWM跟蹤控制技術及其應用;PWM整流技術的基本工作原理。

電力電子器件的驅動技術原理與電力電子技術的基本應用案例的原理。

(3)筆試科目3：4選1模塊(40分)

?本科目采用4選1模塊，即考生從“電機模塊”、“電力系統模塊”“電力電子與電力傳動模塊”和“電器模塊”4個模塊中，任選一個模塊作答。

?考生僅可以選一個模塊，考生選作多個模塊，則僅以第一個作答模塊為準。

?每一個模塊將涵蓋該方向1門主要課程。

?每個模塊題目包括兩部分，即基礎概念與知識部分和綜合應用部分。綜合應用部分試題形式多屬于開放性題目，考察學生綜合應用本方向知識體系能力。

4個模塊所涵蓋主要課程及參考書目如下：

[1]電機模塊：(40分)

參考書目：《電機學》，戈寶軍、梁艷萍、溫嘉斌編著，中國電力出版社，2013，第2版

主要內容：

電機學基本概念：包括：四大機種、4.44公式、電磁感應定律、磁阻概念、漏磁通概念、磁勢概念

變壓器基本理論：變比概念與計算、激磁電流、激磁阻抗、空載運行、T型等效電路與基本方程計算、歸算的基本條件、采用空載試驗和短路試驗進行參數測試原理與計算、標幺值概念、電壓變化率概念與表示、變壓器并聯運行的條件

交流繞組基本概念：電角度、節距因數、分布因數、削弱諧波電動勢的方法、脈振磁動勢、旋轉磁動勢

感應電機：轉差率、感應電機三種運行狀態、轉子電流頻率、感應電機頻率歸算概念、繞組歸算概念、感應電機等效電路、三相感應電機轉矩-轉差率曲線、三相感應電機機械特性、深槽和雙籠電機概念、三相感應電機的啟動方法、三相感應電機的制動方法、三相感應電機的調速方法

同步電機：同步電機分類方法、交直軸電樞反應、隱極同步電機相量圖、凸極同步電機相量圖、同步發電機并網運行的條件

直流電機：直流電機的勵磁方式、直流電機交軸電樞反應、直流電機直軸電樞反應、電樞繞組感應電動勢公式、直流電機電磁轉矩公式、并勵發電機自勵條件、直流電機的可逆原理、直流電動機的啟動、調速及電磁制動

[2]電力系統模塊：(40分)

參考書目：《電力系統分析》(上、下冊)第三版，何仰贊、溫增銀編，

華中科技大學出版社，2014

主要內容：電力系統的基本概念;電力網各元件的等值電路和參數計算;同步發電機的基本方程;電力網絡的數學模型;電力網的電壓和功率分布計算;電力系統潮流的計算機算法，包括：潮流計算的數學模型，牛頓—拉夫遜法潮流計算，P-Q分解法潮流計算;電力系統的無功功率和電壓調整;電力系統有功功率和頻率的調整;電力系統的經濟運行，包括：機組耗量特性，等微增率準則，火電廠間及水火電廠間有功功率負荷的經濟分配，無功功率負荷的經濟分配，降低網損的技術措施;電力系統三相短路的暫態過程;電力系統三相短路的實用計算;電力系統不對稱故障分析，包括：對稱分量法原理，各元件的序阻抗及等值電路，電力系統各序網的制定，簡單不對稱故障的分析與計算;電力系統運行穩定性基本概念及同步發電機機電特性;簡單電力系統靜態穩定分析：小干擾法，阻尼作用和自動調節勵磁系統對靜態穩定性的影響，提高電力系統靜態穩定性的措施;簡單電力系統暫態穩定分析：等面積定則，發電機轉子運動方程的數值解法，提高電力系統暫態穩定性的措施。

[3]電力電子與電力傳動模塊(40分)

參考書目：1、阮毅，陳伯時主編，電力拖動自動控制系統:運動控制系統(第4版)機械工業出版社，2004;2、童福堯主編，《電力拖動自動控制系統習題例題集》，機械工業出版社，2004;3、顧繩谷。電機及拖動基礎(上、下冊，第二版)，機械工業出版社，1997。

主要內容：

電機拖動系統的動力學基礎

學習機床系統傳動機構的分析方法，掌握電力拖動系統的動力學分析和運動方程;電力拖動系統運動分析;電力拖動系統效率分析。難點在于多軸電力拖動系統的折算。

直流電力拖動系統基礎

學習掌握直流他勵電動機的機械特性;直流他勵電動機的起動過程分析，制動方式和比較，直流電動機的幾種調速方法;直流串勵和復勵電動機的機械特性;掌握直流電機的四象限運行的基本原理。難點在于直流他勵電動機的起動過程分析和直流電機的四象限運行。

交流電力拖動系統基礎

學習掌握三相異步電動機的拖動基本原理，分析異步電動機的機械特性，分析三相異步電動機的起動過程，掌握三相異步電動機的制動方法和調速原理。難點在于三相異步電動機的起動過程分析和調速方法。

閉環控制的直流調速系統

在直流電機開環調速的基礎上，介紹調速系統的指標、基本的速度閉環控制系統的組成、穩態分析和設計方法、調速系統的靜態模型和動態模型、利用自動控制原理對調速系統進行動態分析和設計、無靜差調速系統的原理、電壓反饋和電流補償調速控制系統。

轉速、電流雙閉環直流調速系統和調節器的工程設計方法

掌握直流電機的雙閉環調速系統的組成、靜態結構圖、靜態參數計算、動態數學模型、啟動過程分析、兩個調節器的作用;掌握調節器的工程設計方法、典型I型和II型系統的傳遞函數和非典型系統的典型化;掌握利用工程設計方法設計雙閉環調速系統。

籠型異步機變壓變頻調速系統

掌握變壓變頻的基本控制方式，掌握電壓-頻率協調控制時的機械特性，了解變壓變頻器的主要類型，掌握變壓變頻調速系統中的PWM技術，掌握基于穩態異步電動機穩態模型的變壓變頻調速系統，掌握矢量控制原理。

[4]電器模塊(40分)

參考書目：《電器理論基礎》，張冠生著，機械工業出版社，1989.

主要內容：

電器的基本概念，包括電器的定義和分類;典型電磁電器(如繼電器、接觸器和斷路器)的結構原理、主要功能和設計要求;電器的主要理論范疇內涵;

電器發熱計算原理，包括電器發熱的影響，電器熱源，牛頓公式，熱平衡計算原理，不同工作制下的發熱冷卻計算和過載能力計算，電器的熱穩定性。

電動力計算，包括電動力的基本計算方法，交流情況下的電動力和電器穩定性。

電弧的基本特性及熄滅原理，包括電弧物理特性，直流電弧特性和熄滅原理，交流電弧特性，弧隙介質和電壓恢復過程，交流電弧熄滅條件，典型滅弧裝置工作原理。

電接觸理論，包括接觸電阻的理論和計算，φ-θ理論和接觸電壓，接觸點的最高溫升計算，觸頭閉合過程的振動分析，觸頭磨損類別，觸頭材料的分類與主要特征。

電磁系統計算的基本原理，包括電磁系統的典型結構和基本特性，磁場的基本概念與基本定律，磁場的若干性質，磁路的基本概念，電磁系統計算的基本任務。直流磁路方程列寫，含永久磁鐵磁路的分析，交流磁路的分析。麥克斯韋電磁吸力公式，恒磁勢與恒磁鏈條件下的吸力特性，交流磁系統吸力的特點與分磁環原理，靜態吸力特性與反力特性的配合。直流電磁系統的吸合與釋放過程，交流電磁系統的動態特性。

3、面試

學科將組成專家組對考生進行面試，考核分四部分，即

(1)創新能力：考察學生對基礎知識的靈活應用能力和思維活躍度，測試學生知識掌握的廣泛程度、知識靈活運用能力和知識創新求變能力;

(2)文字表達能力：考察學生運用學術語言表達學術思想的寫作能力;

(3)語言交流能力：考察學生運用母語/外語口語溝通、交流能力，包括舉止行為等;

(4)綜合能力：考察學生本科階段的學習成績/排名、英語4級/6級及其他外語成績，在校獲獎情況(包括各類三好學生、優秀畢業生等)以及科研能力等。

上述考核過程，將采用分組方式進行，不指定任何參考資料。

在參加面試時，考生可以提供能夠反映自身素質、能力、水平的相關證明材料。