电气信息学院考研科目及考试大纲.docx

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电气信息学院考研科目及考试大纲

武汉工程大学

电气信息学院2010年考研科目及考试大纲

电气信息学院2010年考研科目：

《自动控制原理》（必选课程）

《微机原理》

《传感器及其应用》

《光电探测与信号处理》

同等学历加试课程（任选两门）：

《信号与系统》

《虚拟仪器》

《测控系统与现场总线技术》

武汉工程大学

《自动控制原理》考研考试大纲

《自动控制原理》是自动化、检测技术等专业最主要的专业技术基础课程之一，各校相关专业的研究生入学考试，都把《自动控制原理》作为一门独立的考试科目，用来衡量考生专业课的能力和水平。

由于该门课程涉及的知识面广、内容多、难度大，为了组织好该门课程的研究生入学考试，特制订本考试大纲。

一、制订本考试大纲的目的

为了组织好该门课程的研究生入学考试，以便能真正选拔出优秀人才，一份好的试卷是不可缺少的，制订本考试大纲的目的就是保证要在大纲的范围内，命出一份质量好的试卷，保证研究生的入学质量。

二、主要参考书目

胡寿松主编、科学出版社出版、《控制原理》第四版和天津大学刘豹教授主编的《现代控制理论》第三版（机械工业出版社）以及有关控制原理方面的书籍。

三、题量

由于研究生入学考试一门课程一般规定为三个小时的答题时间，故应在原本科生该门课程结业考试题量的基础上，相应增加约二分之一的题量。

四、难易程度

由于是研究生入学考试试卷，故试题的难度系数在原本科生该门课程结业考试试题难度系数的基础上，适当加大。

太难，不易招到学生，太易，会认为我校的要求低水平差。

最好能使参加应试的学生平均分在75分左右，以免影响三门基础课在规定分数线上的学生的录取。

五、试题类型

选择题、填空题、简答题、计算题、作图题、证明题、综合题等都可作为试题的题

型。

六、命题范围

命题范围主要依据本课程本科教学大纲要求的教学内容命题，故包含经典控制理论和现代控制理论两大部分。

经典控制理论考核的目的是考查考生对该门课程掌握的深度和广度，故题可以适当地出得深一点、难一点、巧一点。

而现代控制理论部分考核的目的是考查考生对该门课程了解的广度，故试题应出得相对较容易。

具体范围如下：

经典控制理论部分：

（参考胡寿松主编、科学出版社出版、《控制原理》第四版）

第一章、控制系统的基本概念

1、基本概念。

2、系统的分类。

3、对控制系统的基本要求。

第二章、控制系统的数学模型

1、控制系统时域和复域的数学模型。

由于该部分对考生来说是比较难的内容，故命题时只考虑一阶或二阶系统模型的推导。

对象可以是储槽（液位、流量系统）、弹簧、质量、阻尼器（机械震动系统）、电阻、电容、电感四端无源网络（电系统）。

2、框图简化和Mason公式的运用。

第三章、线性系统的时域分析法

1、一阶系统的时域分析及性能指标的计算。

2、二阶系统的时域分析及性能指标的计算。

重点是二阶无零点的欠阻尼系统在阶跃信号作用下的分析和计算。

3、稳定性分析、Routh判据的运用。

4、稳态误差的分析与计算。

包括给定误差和扰动误差的分析与计算。

第四章、根轨迹法

1、根轨迹的基本概念。

2、绘制根轨迹的基本法则。

3、参数根轨迹和正反馈系统根轨迹的绘制。

4、根据根轨迹分析系统的性能。

第五章、频率特性分析

1、频率特性的概念。

2、典型环节和开环系统频率特性曲线的绘制。

包括由开环系统频率特性曲线求开环传递函数。

3、Nyqusit稳定性分析。

4、稳定裕度。

第六章、线性系统的校正方法

1、常用校正装置及其特性。

包括P、PI、PD、PID调节器，超前、滞后、滞后--超前校正装置。

2、串联校正。

尽量少出或不出用根轨迹和频率特性作图的方法求串联校正装置。

3、反馈校正。

（速度反馈）

4、复合校正。

第七章、线性离散系统的分析与校正

1、离散系统的基本概念。

2、离散系统的数学模型。

3、离散系统的稳定性与稳态误差。

4、离散系统的数字校正（最少拍控制器的求取）。

第八章、非线性系统分析

1、相平面法。

包括奇点的分类（线性系统的相平面分析）和分区线性化（非线性系统

的相平面分析）。

2、描叙函数法。

现代控制理论部分：

第九章、线性连续控制系统状态空间分析

1、线性控制系统状态方程的求取。

2、状态变量图的画法。

3、状态方程的求解及状态转移矩阵的求法。

4、系统（A、B、C、D）与传递矩阵的关系。

（以下参考天津大学刘豹教授主编的《现代控制理论》一书）

第二章、线性连续控制系统的可控性和可观测性

1、可控性和可观测性的定义和判别方法。

2、可控标准型和可观标准型。

3、对偶原理。

4、传递函数矩阵的实现问题。

重点是最小实现的性质和判别。

5、传递函数零、极点相消与可控性和可观测性的关系。

第三章、稳定性与Liapunov（李雅普诺夫）方法

1、Liapunov关于稳定性的定义。

2、Liapunov第一方法。

3、Liapunov第二方法。

4、Liapunov方法在线性系统中的运用。

第四章、线性定常系统的综合

1、线性反馈系统的基本结构及其特性（概念）。

2、极点配置问题（反馈矩阵K和G的求法）。

3、系统镇定问题。

4、状态观测器问题。

（只要求全阶观测器的求法）

武汉工程大学

《微机原理》考研考试大纲

参考教材：

《微型计算机原理与接口技术》，冯博琴主编，清华大学出版社

适用专业：

自动化、电子信息工程、测控技术与仪器各专业

考试时间：

3小时　　　　　　　　　　　　　

试卷满分：

150分

试题形式：

（1）选择题，主要考核基本概念，约占10％

（2）填空题，主要考核基本概念，约占20％

（3）简答题，主要考核基本概念，约占20％

（4）程序改错题，主要考核基本指令用法，约占10％

（5）阅读分析程序题，考核阅读分析程序能力，约占10％

（6）编程题，考核编程能力，约占10％

（7）综合应用题，涉及常用接口电路工作方式、地址译码、编程，绘

制原理图等，约占20％

「考试内容」

1、微型计算机的基础知识

掌握：

原码、反码、补码及运算法则，各种数制之间的转换，数据的单位。

2、微型计算机基础

了解：

微处理器的基本结构，8086/8088的指令流水线、引脚与功能，最小模式与最大模式的引线，微型计算机系统的组成，系统总线（总线的分类、总线的功能、总线的性能指标）

理解：

微型计算机的工作过程

掌握：

8086／8088的寄存器结构（名称、用途、用法、限制）、存储器组织（寻址范围、物理地址与逻辑地址之间的转换、段基址、段内偏移量）

3、8086／8088指令系统

了解：

指令的格式和分类，操作数的类型

掌握：

指令的8种寻址方式，数据传送类指令（MOV、IN／OUT、LEA、PUSH／POP），算术运算类指令（ADD、ADC、INC、SUB、SBB、DEC、CMP、NEG、MUL、IMUL、DIV、IDIV、DAA、AAA、AAS、AAM、AAD），逻辑运算类指令（AND、OR、NOT、XOR、移位），字符串操作指令（DI和SI的用法、重复操作前缀、串传送、串比较、串扫描），程序控制类指令（JMP、JCC、LOOP、LOPZ/LOOPE、LOOPNZ/LOOPNE、CALL/RET、INT、INTO、IRET），CPU控制指令中的标志操作指令

4、汇编语言程序设计

了解：

汇编语言的编程环境，DOS与BIOS的功能调用，汇编语言源程序的结构

掌握：

汇编语言的伪指令语句，常量，标号，变量，表达式，数据定义，符号定义，段定义，过程定义，顺序结构、分支结构、循环结构、子程序结构的程序设计方法

5、存储器系统

了解：

存储器的分类、主要技术指标，SRAM、DRAM、EPROM、EEPROM、FLASH的工作原理、典型应用，cache的工作原理，存储器管理机制（存储空间分配，虚拟存储器，内存管理）

掌握：

存储器扩展技术与接口设计，6264和2764的特点和应用

6、输入输出和中断技术

了解：

I／O接口的功能，简单接口电路的基本构成，三态门接口，锁存器接口，输入输出的四种传送方式，中断的基本概念（中断过程的五个步骤），

掌握：

CPU与I/O端口之间的两种数据传送方式，I/O端口的编址方式和地址的译码，8086/8088的中断系统（中断类型码、中断向量表），可编程中断控制器8259A的运用

7、常用数字接口电路

了解：

串行通信的概念（半双工、全双工、调制、解调、同步、异步数据校验），串行通信的接口标准（RS－232），8250的功能

掌握：

8253/8254的工作原理、工作方式、控制字、编程和应用，8255A的工作原理、工作方式、控制字、编程和应用

8、模拟量的输入输出

了解：

模拟量输入输出通道的组成，D/A转换器的基本原理及技术指标，A/D转换器的基本原理及技术指标

掌握：

DAC0832与CPU的连接、编程和应用，ADC0809与CPU的连接、编程和应用

武汉工程大学

《传感器及其应用》考研考试大纲

一．参考教材：

1、《传感器及其应用》栾桂东主编西安电子科技大学出版社第2版2004年

2、《传感器》强锡富主编机械工业出版社第3版2004年

（备注：

以1为主，2为辅。

）

二．考试方法、考试时间

闭卷考试，试卷满分150分。

考试时间180分钟

三．试题形式

基本概念约占15%

原理分析约占20%

计算题约占50%

设计及应用题约占15%

四．考试内容及要求

为了组织好该门课程的研究生入学考试，以便能真正选拔出优秀人才，故试题的难度系数在原本科生该门课程结业考试试题难度系数的基础上，适当加大。

因此参加该门课程考试的考生须掌握如下内容。

1.传感器概述

1）传感器概念

2）传感器静态特性及其分析

3）传感器动态特性及其分析

2.应变式传感器

1）电阻应变效应原理

2）应变计主要特性

3）电桥原理及电阻应变计桥路

4）温度误差的产生及补偿

5）新型微应变式传感器概念

3.光电式传感器

1）光电效应概念。

2）光的吸收系数

3）光吸收系数概念及应用简介。

4）光电传感器特性分析

5）光电传感器应用

4.光纤传感器

1）光导纤维结构，光导纤维传光原理，光导纤维的重要参数。

2）强度型光纤传感器、干涉型光纤传感器应用

5．变磁阻式传感器

1）电感式传感器构成、原理及优缺点。

2）差动式电感传感器构成、原理、灵敏度分析。

6．压电式传感器

1）晶体压电效应

2）压电加速度传感器的工作原理，如何改善其灵敏度。

3）声表面波传感器原理

7．半导体传感器

1）集成温度传感器的特性

2）集成温度传感器的应用设计

8．电位器式传感器

1）线性电位器空载特性、阶梯特性、阶梯误差和分辨率。

2）非线性电位器负载特性和负载误差

武汉工程大学

《光电探测与信号处理》考研考试大纲

五．参考教材

叶嘉雄，常大定，陈汝钧编著.《光电系统与信号处理》．科学出版社，１９９７年第１版.

六．考试方法、考试时间

闭卷考试，试卷满分150分。

考试时间180分钟

七．试题形式

基本概念约占20%

基本理论约占25%

推导分析约占30%

应用计算及系统设计约占25%

八．考试要求

为了组织好该门课程的研究生入学考试，以便能真正选拔出优秀人才，故试题的难度系数在原本科生该门课程结业考试试题难度系数的基础上，适当加大。

在要求较扎实的理论知识基础上，着重考查考生灵活运用知识的能力和专业知识面。

九．考试内容

参加该门课程考试的考生须掌握如下内容：

1.光电系统与信号处理概论

1.1信息的调制变换

1.2光电技术的发展

1.3光电系统的概念

2.光电探测器

2.1光电探测器的物理基础

2.2光电子发射探测器

2.3光电导探测器

2.4光伏探测器

2.5热电探测器

2.6光电成象器件

2.7各类光电探测器的性能、评价及应用比较

3光电信号处理

3.1光辐射探测过程的噪声

3.2探测器的偏置电路

3.3光电信号放大器

3.4微弱信号检测

3.5锁定放大器

3.6取样放大器

3.7光子计数器

3.8调制、解调和滤波

3.9滤波器

4.光电系统设计

4.1光电系统设计考虑

4.2系统的经济考虑

4.3CCD成像系统设计

4.4红外辐射测温系统

4.5典型光电系统应用设计与特点分析

武汉工程大学

《信号与系统》考研考试大纲

一十．参考教材：

1、郑君里等《信号与系统》（上、下册）（第二版），高等教育出版社，2000；

2、吴大正主编。

信号与线性系统分析（第四版）。

高等教育出版社，2003年

（1为主，2为附）

一十一．考试方法、考试时间

闭卷考试，试卷满分150分。

考试时间180分钟

一十二．试题形式

基本概念约占15%

原理分析约占20%

计算及应用题约占65%

一十三．考试内容及要求

为了组织好该门课程的研究生入学考试，以便能真正选拔出优秀人才，要求考生熟练地掌握本课程所讲述的基本概念、基本理论和基本分析方法，并应用这些基本理论分析、解释和计算一些相关的工程应用问题。

具体来说须掌握如下内容。

1、信号与系统的基本概念

信号的描述、分类及表示；信号的运算与分解；阶跃信号与冲激信号的表示与特性；系统的基本概念与分类；线性时不变系统的特性与分析方法；

重点：

信号的运算及阶跃信号与冲激信号的特性，理解掌握和运用系统分析方法。

2、连续时间系统的时域分析

微分方程的建立与求解，起始点的跳变---从0-到0+状态的转换，零输入响应与零状态响应，冲激响应与阶跃响应，卷积的定义、计算及性质，用算子符号表示微分方程。

重点：

理解卷积及性质，掌握求零输入响应和零状态响应，用卷积积分计算零状态响应。

3、傅里叶级数与傅里叶变换

周期信号的傅立叶级数分析，典型周期信号的傅立叶级数，傅立叶变换，典型非周期信号的傅立叶变换，冲激函数和阶跃函数的傅立叶变换，傅立叶变换的基本性质，卷积特性（卷积定理），周期信号的傅立叶变换，抽样信号的傅立叶变换，抽样定理。

重点：

用傅立叶级数及傅立叶变换对信号进行频谱分析、典型信号的频谱特点，抽样定理。

4、傅立叶变换应用

利用系统函数H（jω）求响应，无失真传输，理想低通滤波器，系统的物理可实现性、佩利—维纳准则，利用希尔伯特变换研究系统函数的约束特性，调制与解调。

重点：

滤波和调制。

5、连续时间系统的复频域分析

拉普拉斯变换的定义、收敛域，拉普拉斯变换的基本性质，拉普拉斯逆变换，用拉普拉斯变换法分析电路S域元件模型，系统函数（网络函数）H（S），由系统函数零、极点分布决定时频域特性，二阶谐振系统的s平面分析，全通函数与最小相移函数的零、极点分布，线性系统的稳定性，系统模拟和信号流图，双边拉普拉斯变换，拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系。

重点：

利用拉普拉斯变换对系统进行复频域分析的方法来计算零状态响应，

系统函数。

6、离散时间系统的时域分析

离散时间信号---序列，离散时间系统的数学模型，常系数线性差分方程的求解，离散时间系统的单位样值（单位冲激）响应，卷积（卷积和），解卷积（反卷积）。

重点：

离散时间信号的特点，离散时间系统的求解，卷积（卷积和）。

7、Z变换、离散时间系统的Z域分析

Z变换的定义、典型序列的Z变换，Z变换的收敛域，逆Z变换，Z变换的基本性质，Z变换与拉普拉斯变换的关系，利用Z变换解差分方程，离散系统的系统函数，离散系统的稳定性、因果性，离散时间系统的频率响应特性

重点：

用Z变换求解系统的零输入响应及零状态响应，离散时间系统的响应特性。

8、系统的状态变量分析

连续时间系统、离散时间系统状态方程的建立与求解，状态矢量的线性变换，系统的可控制性和可观测性。

重点：

连续时间系统与离散时间系统的状态方程和输出方程的各种建立方法、状态方程和输出方程求解公式的应用、转移函数矩阵中各元素的意义及单位冲激响应（或单位函数响应）之间的关系、系统的可控制性和可观测性。

武汉工程大学

《虚拟仪器程序设计》考研考试大纲

一十四．参考教材：

a）《LabVIEW7.1编程与虚拟仪器设计》侯国屏编著,清华大学出版社,2005

b）《Labview8.20程序设计从入门到精通》陈锡辉等，清华大学出版社，2008

一十五．考试方法、考试时间

上机测试，满分100分。

考试时间120分钟

一十六．试题形式

根据题目要求，编写程序，上机检验

（可以参考有关资料）

一十七．考试内容及要求

该门课程的实践性较强，通过动手编写相关程序并上机验证才能真正考核出考生对编写虚拟仪器程序的能力。

具体的考核范围和要求如下：

1.Labview的概述

4）启动界面

5）编辑前面板

6）编辑程序框图

2.数据操作

6）数据类型

7）数据运算

3.数据结构

1）字符串

2）数组

3）簇

4）矩阵

5）局部变量和全局变量

4.程序结构

6）顺序结构

7）FOR循环

8）WHILE循环

9）CASE结构

10）事件结构

11）使能结构

12）公式节点

5.图表和图形

3）波形数据（waveform）

4）趋势图（Chart）

5）图表（Graph）

6．文件I/O

3）文本文件的读写

4）其他文件的读写

7．人机界面交互设计

1）对话框

2）菜单

武汉工程大学

《测控系统与现场总线技术》考研考试大纲

一十八．参考教材：

1、《现场总线技术及其应用》阳宪惠主编清华大学出版社第2版2008年

2、《测控系统原理与设计》孙传友主编北京航空航天大学出版社2002年

一十九．考试方法、考试时间

闭卷考试，试卷满分150分。

考试时间180分钟

二十．试题形式

基本概念约占15%

原理分析约占20%

计算题约占25%

设计及应用题约占40%

二十一．考试内容及要求

为了组织好该门课程的研究生入学考试，以便能真正选拔出优秀人才，故试题的难度系数在原本科生该门课程结业考试试题难度系数的基础上，适当加大。

因此参加该门课程考试的考生须掌握如下内容。

1.测控系统绪论

7）测控仪器和系统的地位与作用

8）测控系统的类型及组成

2.测控系统的过程通道

8）模拟输入通道基本类型及结构信号调理传感器的选用

9）模拟输出通道基本类型及结构模拟输出通道电路及选用

10）开关量通道基本类型及结构

3.抗干扰技术在测控系统中的应用

13）噪声干扰的形成

14）抗干扰技术的硬件措施

15）抗干扰技术的软件措施

4.现场总线技术概述

6）现场总线系统的基本构成

7）现场总线系统的特点

8）以现场总线为基础的测控系统

9）现场总线技术的标准化

5．数据通信基础

5）基本术语

6）通信系统的性能指标

7）数据传输方式

8）传输差错及其检测

6．控制网络基础

1）控制网络与计算机网络

2）控制网络的特点

3）网络传输介质的访问控制方式

7．CAN总线与基于CAN的控制网络

1）CAN的特点

2）CAN报文帧的类型与结构

3）CAN通信控制器

8.基金会现场总线FF

1）FF的主要技术特点

2）H1网段的调度及管理

3）FF的功能块

4）FF通信控制器与网卡

9.PROFIBUS

1）PROFIBUS结构及特点

2）PROFIBUS的通信协议

3）PROFIBUS站点的实现