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2021年哈爾濱工業(yè)大學(xué)電氣學(xué)院碩士招生復(fù)試要求

1、復(fù)試由專業(yè)綜合測試（200分）和面試（150分）兩部分組成。

2、專業(yè)綜合測試科目及主要內(nèi)容

（1）專業(yè)綜合測試科目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(yè)出版社，2012，第4版。

主要內(nèi)容：

自動控制的基本概念，包括：自動控制系統(tǒng)及相關(guān)的基本概念；自動控制系統(tǒng)的組成、分類；控制系統(tǒng)分析的主要問題及性能指標(biāo)。

線性系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，包括：線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)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(shù)的基本概念及典型環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)；控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù)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(tǒng)的時域分析，包括：典型輸入信號；線性定常系統(tǒng)時域響應(yīng)的求取，一階系統(tǒng)的響應(yīng)；二階系統(tǒng)的響應(yīng)及動態(tài)性能指標(biāo)；控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性；勞斯穩(wěn)定判據(jù)、霍爾維茨穩(wěn)定判據(jù)；穩(wěn)態(tài)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(guī)根軌跡的繪制規(guī)則；參數(shù)根軌跡；應(yīng)用根軌跡法分析系統(tǒng)的性能。

線性系統(tǒng)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(huán)節(jié)的頻率特性；系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的繪制（幅相頻率特性和對數(shù)頻率特性）；奈奎斯特判據(jù)；穩(wěn)定裕度；利用開環(huán)頻率特性對控制系統(tǒng)的性能進行分析；系統(tǒng)的頻域和時域性能指標(biāo)的關(guān)系；閉環(huán)頻率特性。

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

非線性系統(tǒng)分析，包括：非線性系統(tǒng)概念和特點；描述函數(shù)的概念；典型非線性的描述函數(shù)；描述函數(shù)的應(yīng)用；相平面法的概念和性質(zhì)；相軌跡的繪制；相平面圖的應(yīng)用。

（2）專業(yè)綜合測試科目2：電力電子技術(shù)（80分）

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

主要內(nèi)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(shù)。

可控整流電路：單相和三相相控整流電路的主電路結(jié)構(gòu)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(shù)量關(guān)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(cè)輸入諧波和功率因數(shù)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(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)、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(jié)構(gòu)、控制方式、工作過程分析與定量計算。

PWM控制技術(shù)：PWM技術(shù)的基本原理；PWM控制信號產(chǎn)生原理；SPWM控制技術(shù)中載波與調(diào)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(diào)制和同步調(diào)制、載波比、分段同步調(diào)制的概念、自然采樣法和規(guī)則采樣法的原理；PWM跟蹤控制技術(shù)及其應(yīng)用；PWM整流技術(shù)的基本工作原理。

電力電子器件的驅(qū)動技術(shù)原理與電力電子技術(shù)的基本應(yīng)用案例的原理。

（3）專業(yè)綜合測試科目3：5選1模塊（40分）

Ø 本科目采用5選1模塊，即考生從“電機模塊”、“電力系統(tǒng)模塊”、“電力電子與電力傳動模塊”、“電器模塊”和“電工理論與新技術(shù)模塊”5個模塊中，任選一個模塊作答。

Ø 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(zhǔn)。

Ø 每一個模塊將涵蓋該方向1門主要課程。

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

5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(xué)》，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(nèi)容：

電機學(xué)基本概念：包括四大機種、4.44公式、電磁感應(yīng)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(shù)測試原理與計算、標(biāo)幺值概念、電壓變化率概念與表示、變壓器并聯(lián)運行的條件。

交流繞組基本概念：電角度、節(jié)距因數(shù)、分布因數(shù)、削弱諧波電動勢的方法、脈振磁動勢、旋轉(zhuǎn)磁動勢。

感應(yīng)電機：轉(zhuǎn)差率、感應(yīng)電機三種運行狀態(tài)、轉(zhuǎn)子電流頻率、感應(yīng)電機頻率歸算概念、繞組歸算概念、感應(yīng)電機等效電路、三相感應(yīng)電機轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)差率曲線、三相感應(yīng)電機機械特性、深槽和雙籠電機概念、三相感應(yīng)電機的啟動方法、三相感應(yīng)電機的制動方法、三相感應(yīng)電機的調(diào)速方法。

同步電機：同步電機分類方法、交直軸電樞反應(yīng)、隱極同步電機相量圖、凸極同步電機相量圖、同步發(fā)電機并網(wǎng)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(yīng)、直流電機直軸電樞反應(yīng)、電樞繞組感應(yīng)電動勢公式、直流電機電磁轉(zhuǎn)矩公式、并勵發(fā)電機自勵條件、直流電機的可逆原理、直流電動機的啟動、調(diào)速及電磁制動。

[2] 電力系統(tǒng)模塊：（40分）

參考書目：《電力系統(tǒng)分析》（上、下冊）第三版，何仰贊、溫增銀編，華中科技大學(xué)出版社，2014。

主要內(nèi)容：電力系統(tǒng)的基本概念；電力網(wǎng)各元件的等值電路和參數(shù)計算；同步發(fā)電機的基本方程；電力網(wǎng)絡(luò)的數(shù)學(xué)模型；電力網(wǎng)的電壓和功率分布計算；電力系統(tǒng)潮流的計算機算法，包括：潮流計算的數(shù)學(xué)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(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整；電力系統(tǒng)有功功率和頻率的調(diào)整；電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行，包括：機組耗量特性，等微增率準(zhǔn)則，火電廠間及水火電廠間有功功率負(fù)荷的經(jīng)濟分配，無功功率負(fù)荷的經(jīng)濟分配，降低網(wǎng)損的技術(shù)措施；電力系統(tǒng)三相短路的暫態(tài)過程；電力系統(tǒng)三相短路的實用計算；電力系統(tǒng)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(tǒng)各序網(wǎng)的制定，簡單不對稱故障的分析與計算；電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性基本概念及同步發(fā)電機機電特性；簡單電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定分析：小干擾法，阻尼作用和自動調(diào)節(jié)勵磁系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定性的影響，提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施；簡單電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定分析：等面積定則，發(fā)電機轉(zhuǎn)子運動方程的數(shù)值解法，提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)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(tǒng):運動控制系統(tǒng)(第4版)機械工業(yè)出版社，2004；2、童福堯主編，《電力拖動自動控制系統(tǒng)習(xí)題例題集》，機械工業(yè)出版社，2004；3、顧繩谷。電機及拖動基礎(chǔ)（上、下冊，第二版），機械工業(yè)出版社，1997。

主要內(nèi)容：

電機拖動系統(tǒng)的動力學(xué)基礎(chǔ)

學(xué)習(xí)機床系統(tǒng)傳動機構(gòu)的分析方法，掌握電力拖動系統(tǒng)的動力學(xué)分析和運動方程；電力拖動系統(tǒng)運動分析；電力拖動系統(tǒng)效率分析。難點在于多軸電力拖動系統(tǒng)的折算。

直流電力拖動系統(tǒng)基礎(chǔ)

學(xué)習(xí)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(diào)速方法；直流串勵和復(fù)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(tǒng)基礎(chǔ)

學(xué)習(xí)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(diào)速原理。難點在于三相異步電動機的起動過程分析和調(diào)速方法。

閉環(huán)控制的直流調(diào)速系統(tǒng)

在直流電機開環(huán)調(diào)速的基礎(chǔ)上，介紹調(diào)速系統(tǒng)的指標(biāo)、基本的速度閉環(huán)控制系統(tǒng)的組成、穩(wěn)態(tài)分析和設(shè)計方法、調(diào)速系統(tǒng)的靜態(tài)模型和動態(tài)模型、利用自動控制原理對調(diào)速系統(tǒng)進行動態(tài)分析和設(shè)計、無靜差調(diào)速系統(tǒng)的原理、電壓反饋和電流補償調(diào)速控制系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)和調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法

掌握直流電機的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的組成、靜態(tài)結(jié)構(gòu)圖、靜態(tài)參數(shù)計算、動態(tài)數(shù)學(xué)模型、啟動過程分析、兩個調(diào)節(jié)器的作用；掌握調(diào)節(jié)器的工程設(shè)計方法、典型I型和II型系統(tǒng)的傳遞函數(shù)和非典型系統(tǒng)的典型化；掌握利用工程設(shè)計方法設(shè)計雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)。

籠型異步機變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)

掌握變壓變頻的基本控制方式，掌握電壓－頻率協(xié)調(diào)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(diào)速系統(tǒng)中的PWM技術(shù)，掌握基于穩(wěn)態(tài)異步電動機穩(wěn)態(tài)模型的變壓變頻調(diào)速系統(tǒng)，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(chǔ)》，張冠生著，機械工業(yè)出版社，1989。

主要內(nèi)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(jié)構(gòu)原理、主要功能和設(shè)計要求；電器的主要理論范疇內(nèi)涵。

電器發(fā)熱計算原理，包括電器發(fā)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(fā)熱冷卻計算和過載能力計算，電器的熱穩(wěn)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(wěn)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(zhì)和電壓恢復(fù)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(tǒng)計算的基本原理，包括電磁系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)和基本特性，磁場的基本概念與基本定律，磁場的若干性質(zhì)，磁路的基本概念，電磁系統(tǒng)計算的基本任務(wù)。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(tǒng)吸力的特點與分磁環(huán)原理，靜態(tài)吸力特性與反力特性的配合。直流電磁系統(tǒng)的吸合與釋放過程，交流電磁系統(tǒng)的動態(tài)特性。

[5] 電工理論與新技術(shù)模塊：（40分）

參考書目：《工程電磁場導(dǎo)論》，馮慈璋、馬西奎編著，高等教育出版社，2000，第1版。

主要內(nèi)容：

靜電場的基本原理與計算：電場強度、電位、高斯定律、靜電場基本方程、靜電場分界面上的銜接條件、靜電場邊值問題、唯一性定理、鏡像法、電容和部分電容、靜電能量與力。

恒定電場的基本原理與計算：導(dǎo)電媒質(zhì)中的電流、電源電動勢與局外場強、恒定電場基本方程、恒定電場分界面上的銜接條件、導(dǎo)電媒質(zhì)中的恒定電場與靜電場的比擬、電導(dǎo)和部分電導(dǎo)。

恒定磁場的基本原理與計算：磁感應(yīng)強度、安培環(huán)路定律、恒定磁場基本方程、恒定磁場分界面上的銜接條件、磁矢位、恒定磁場的邊值問題、磁位、磁場能量與力。

時變電磁場基本原理與計算：電磁感應(yīng)定律和全電流定律、電磁場基本方程組、時變場分界面上的銜接條件、動態(tài)位及其積分解、電磁功率流和坡印廷矢量、正弦電磁場、電磁輻射。

準(zhǔn)靜態(tài)電磁場基本原理與計算：電準(zhǔn)靜態(tài)場與磁準(zhǔn)靜態(tài)場，磁準(zhǔn)靜態(tài)場和電路定律，集膚效應(yīng)、渦流及其損耗，導(dǎo)體的交流內(nèi)阻抗。

3、面試（150分）

學(xué)科將組成專家組對考生進行面試，考核分四部分，即

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

（2）文字表達能力：考察學(xué)生運用學(xué)術(shù)語言表達學(xué)術(shù)思想的寫作能力；