2013年北京交通大学电子信息工程学院考研大纲

　　工学硕士、工程硕士研究生
　　《电子技术(910、919)》课程入学考试大纲
　　一、参考书
　　主要参考书：
　　1.侯建军，《数字电子技术基础》（第二版），高等教育出版社出版社2008年。
　　2.李金平，路勇《模拟集成电路基础》清华大学出版社
　　二、考试信息
　　1.课程性质：初试专业课
　　2.考试形式：笔试
　　3．考试分数：150分
　　4.考试时间：3小时
　　5.试题类型：以电子技术分析与设计、计算题和概念题为主。
　　三、考试内容和要求
　　根据《电子技术基础》教学大纲的要求，考生要完整掌握电子技术基础理论，深刻理解电子技术的基本概念和分析、设计方法，能够解决电子技术的工程应用和综合运用等基本问题。
　　数字部分
　　1．数字逻辑基础
　　在工程实际中，给出逻辑命题，正确分析命题，设计出逻辑电路。
　　2．门电路
　　集电极开路与非门（OC门）、三态门TSL、CMOS逻辑门电路。
　　3．组合电路
　　中规模组合电路加法器、编码器、优先编码器、二-十进制编码器、译码器、数字显示译码器实现组合逻辑电路与组合电路中的竞争与冒险。
　　4．触发器
　　各类基本RS触发器、同步RS触发器、主从RS触发器、主从J-K触发器、负边沿J-K触发器、维持-阻塞D触发器的优缺点。
　　5．时序电路
　　同步时序电路的分析与同步时序电路的设计
　　6．中规模时序电路
　　常用时序模块包括各种计数器、寄存器和四位二进制同步计数器、可逆计数器、移位寄存器及其应用、各种常用功能模块和组合电路的综合应用。
　　7．可编程逻辑器件
　　可编程逻辑器件PLD基本结构、可编程逻辑器件分类、高密度可编程逻辑器件HDPLD、现场可编程逻辑器件FPGA、随机存取存储器RAM。
　　8.A/D和D/A转换电路
　　A/D和D/A转换电路的分析于设计。
　　模拟部分
　　1．基本放大电路的原理
　　放大器的基本原理、放大器工作点的稳定和放大器交、直流参数的计算。
　　2．场效应管的基本原理
　　场效应管的分类及特点和场效应管放大器原理及分析。
　　3．放大器的频率响应特性
　　放大器频率相应的基本概念和放大器通频带的计算。
　　4．负反馈放大器的原理
　　负反馈放大器的基本概念、负反馈对放大器性能参数的影响、负反馈放大器增益的近似计算。
　　5．集成运算放大器
　　差放的基本原理及运算、功放的基本原理及运算。
　　6．集成运放的线性应用
　　理想运放的基本概念、集成运放的线性应用和非线性应用。
　　具体要求如下：
　　综合题型
　　1．组合电路和数字逻辑概念的综合
　　2．时序电路和组合电路的综合
　　3．中规模集成电路和组合电路的综合
　　4．PLD器件和时序电路的综合
　　5．负反馈放大电路的综合分析和设计
　　6．放大电路频率特性的综合问题分析和设计
　　7．运算放大器的正反馈和负反馈概念的综合
　　8．运算放大器的波形产生的应用分析和设计
　　9．数字电路与模拟电路的综合分析和设计
　　北京交通大学电子信息工程学院
　　2012年9月10日

　　工学硕士研究生
　　《电磁场与电磁波》课程入学考试大纲
　　一、参考书
　　主要参考书：李一玫，邵小桃，郭勇编，《电磁场与电磁波基础教程》（第一版），中国铁道出版社2010年。
　　辅助参考书：陈乃云主编，《电磁场与电磁波理论基础》(第一版)，中国铁道出版社2001年
　　二、考试信息
　　1.课程性质：初试专业课
　　2.考试形式：笔试
　　3．考试分数：150分
　　4.考试时间：3小时
　　5.试题类型：以填空、简答、计算题为主。
　　三、考试内容和要求
　　根据《电磁场与电磁波》教学大纲的要求，考生应全面了解电磁场和电磁波的理论体系，掌握静态场和时变场的分析和计算，对基本的电磁场分布和电磁波的传播特性有正确的理解和认识。
　　考试内容和要求如下：
　　第1章矢量分析
　　主要内容：
　　标量场和矢量场的概念，散度、旋度和梯度的物理意义，三个度的计算，直角坐标、圆柱坐标和球坐标的面元、线元、体积元，矢量的微积分运算，亥姆霍兹定理。
　　要求：
　　在直角坐标、圆柱坐标和球坐标中:
　　计算矢量场的散度和旋度；
　　标量场的梯度；
　　矢量的线积分、面积分和体积分。
　　第2章静电场
　　主要内容：
　　静电场的基本方程和边界条件，电偶极子的场分布，电位及其所满足的泊松方程和拉普拉斯方程，分离变量法，镜像法，电容，静电场能量。
　　要求：
　　掌握静电场的基本方程和边界条件；
　　掌握分布电荷的电场的计算；
　　掌握电位的性质，重点掌握利用电位计算一维静电场的方法；
　　了解介质的极化现象，重点掌握极化电荷的计算；
　　掌握分离变量法，重点掌握直角坐标中的二维分离变量法；
　　掌握镜像法，重点掌握直角坐标和球坐标的镜像法。
　　理解静电场的能量和能量密度的概念，重点掌握两导体电容的求解方法。
　　第3章恒定电场
　　主要内容：
　　恒定电场的基本方程和边界条件，电流密度的概念，静电比拟法。
　　要求：
　　掌握导电媒质中恒定电场、电流、电荷的求解方法；
　　掌握静电比拟法，重点求解常见电导。
　　第4章恒定磁场
　　主要内容：
　　恒定磁场的基本方程和边界条件，矢量磁位和标量磁位，磁偶极子的场分布，磁介质的磁化，电感，磁场能量。
　　要求：
　　掌握恒定磁场的基本方程和边界条件，重点掌握运用比奥-沙伐定律和安培环路定律计算典型的磁场或源分布；
　　掌握矢量磁位的性质以及利用矢量磁位计算恒定磁场的方法；
　　了解介质的磁化现象，会计算磁化电流；
　　理解恒定磁场的能量和能量密度的概念，重点掌握外自感和互感的求解方法。
　　第5章时变电磁场
　　主要内容：
　　麦克斯韦方程组和边界条件，坡印廷矢量和坡印廷定理，电磁能量密度，时变场的标量电位和矢量磁位，时谐场的复数表示法，波动方程。
　　要求：
　　掌握麦克斯韦方程组和边界条件，重点掌握无源区电场和磁场的互求；
　　熟练掌握时谐场的复数表示法；
　　理解坡印廷定理的物理意义，重点掌握坡印廷矢量瞬时值和平均值的计算；
　　会利用麦克斯韦方程组推导电流连续性方程和波动方程。
　　第6章平面电磁波
　　主要内容：
　　均匀平面电磁波的数学描述，平面波在理想介质和导电媒质中的传播特性，平面波的极化特性，平面波在两种不同媒质分界面上垂直入射时的反射和透射特性，平面波在两种不同媒质分界面上斜入射时的反射与透射特性，全反射与全折射。
　　要求：
　　熟练掌握描述均匀平面波的各项参数，包括波长、频率、相速、相移常数、本征阻抗、波的传播方向；
　　掌握均匀平面波在理想介质和导电媒质中的传播特性，其中包括趋肤效应的概念及趋肤深度、良导体的损耗功率的计算；
　　掌握波的三种极化方式的判定；
　　重点掌握均匀平面波在两种不同媒质分界面上垂直入射时的反射和透射特性；
　　一般掌握平面波在两种不同媒质分界面上斜入射时的反射与透射特性，波的全反射和全折射特性。
　　第7章导行电磁波
　　主要内容：
　　导行波的分析方法，矩形波导中电磁波传播的基本特性，谐振腔的工作原理。
　　要求：
　　熟练掌握矩形波导中横电波和横磁波的传播特性；
　　TE10模的特性。
　　2012.09.10

　　交通信息工程及控制、控制理论与控制工程学术硕士，
　　控制工程专业硕士
　　入学考试《控制理论》考试大纲
　　2012年6月
　　一．课程任务和教学目标
　　本课程是自动化和自动化（铁道信号）专业的主要专业基础课和骨干课。本课程的学习目的在于使同学掌握经典控制理论和现代控制理论的基本概念，基本原理和基本方法。要求同学在牢固掌握控制理论基本概念的基础上，具备对简单系统进行定性分析、定量估算和动态仿真的能力，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。
　　通过本课程的学习,要求达到以下几点：
　　1.保证基础：要求同学重点掌握时域、复域、频域的基本概念、
　　基本方法和基本规律。2.注重能力：即着重培养同学定性分析、定量估算和模拟实验
　　研究的能力。
　　3.在课程内容方面既要保持理论的系统性，又要注意联系工程实际。
　　4.重视技术科学的一般方法学。
　　二、课程内容与要求
　　（一）、控制系统的一般概念
　　1.理解自动控制的定义
　　2.掌握开环控制与闭环控制的定义
　　3.了解控制系统举例
　　4.掌握控制系统的组成及对控制系统的基本要求
　　5.了解控制理论的发展
　　主要知识点:
　　自动控制的定义
　　常用术语
　　控制系统的基本形式
　　控制系统举例
　　控制系统的性能
　　（二）、控制系统的数学模型
　　1.了解微分方程的建立和求解
　　2.理解传递函数的定义和性质
　　3.理解典型环节的传递函数
　　4.了解动态结构图的建立
　　5.掌握动态结构图的化简
　　6.掌握自动控制系统的传递函数
　　主要知识点:
　　数学模型之一----微分方程(列写,解).
　　数学模型之二----传递函数(定义,性质,典型环节,控制系统).
　　数学模型之三----动态结构图(建立,化简).
　　开环传递函数,误差传递函数,系统总输出.
　　（三）、时域分析法
　　1.理解典型控制过程及性能指标
　　2.理解一阶系统分析方法
　　3.掌握二阶系统分析方法
　　4．了解高阶系统分析
　　5.理解稳定性定义，掌握稳定判据判稳的方法
　　6.掌握稳态误差分析
　　主要知识点:
　　一阶系统,二阶系统的性能指标的定义,计算,改进措施.
　　稳定性分析的定义,计算,改进措施.
　　稳态误差的定义,计算,改进措施.
　　（四）、根轨迹法
　　1.理解根轨迹的基本概念及根轨迹方程
　　2.掌握绘制根轨迹的基本法则
　　3.了解特殊根轨迹
　　4.掌握系统闭环零极点分布与阶跃响应的关系
　　5.理解开环零极点的变化对根轨迹的影响。
　　主要知识点:
　　根轨迹的定义.
　　根轨迹绘制法则(8条).
　　特殊根轨迹(参数,正反馈,滞后).
　　用主导极点估算性能指标.
　　开环零极点的变化对根轨迹的影响.
　　（五）、频率法
　　1．理解频率特性的概念
　　2.掌握典型环节频率特性的绘制
　　3.掌握系统开环频率特性的绘制
　　4.理解乃奎斯特稳定判据及对数稳定判据
　　5.掌握稳定裕度及计算
　　6.理解开环频率特性与系统动态性能的关系
　　7．了解系统闭环频率特性
　　主要知识点:
　　频率特性的定义,表示方法(Nyquist曲线和Bode图).
　　典型环节的频率特性(主要是对数频率特性).
　　开环频率特性的绘制(Nyquist曲线和Bode图).
　　Nyquist稳定判据.
　　相对稳定性(相角裕度,幅值裕度的计算和图解求法).
　　闭环频率特性.
　　（六）、控制系统的校正
　　1.理解控制系统校正的概念
　　2.掌握串联校正对系统性能的影响
　　3.了解反馈校正的应用
　　4.理解前置校正的应用
　　5.掌握根轨迹法在校正中的应用
　　主要知识点:
　　串联校正(超前校正,滞后校正,超前-滞后校正)
　　反馈校正
　　前置校正
　　干扰补偿
　　根轨迹在校正中的应用
　　（七）、采样控制系统
　　1.采样控制的基本概念
　　2.Ｚ变换和Z反变换
　　3.脉冲传递函数
　　4.采样系统的稳定性分析
　　5.采样系统的稳态误差
　　主要知识点:
　　采样过程，采样器输出信号的拉氏变换，采样信号的周期性采样定理，采样信号的复现，零阶保持器，一阶保持器。
　　Ｚ变换定义，级数求和法，部分分式法，Z变换性质。
　　Ｚ反变换的部分分式法和幂级数法。
　　脉冲传递函数定义，物理意义，求法，开环系统的脉冲传递函数，闭环系统的脉冲传递函数。
　　采样系统的稳定性分析及稳态误差计算。
　　（八）、线性定常系统的状态空间表达式的建立
　　1.理解状态空间表达式的基本概念；
　　2.掌握建立线性定常系统状态空间表达式的方法
　　3.掌握模拟结构图的绘制方法
　　4.掌握状态变量的线性变换
　　5.掌握从状态空间表达式求系统传递函数（阵）的方法；
　　主要知识点：
　　状态、状态向量、状态方程、输出方程、状态空间表达式等概念；状态变量的选取方法
　　状态空间表达式的建立（包括从机理、传递函数、系统框图建立状态空间表达式）
　　模拟结构图及其绘制方法；
　　状态向量的线性变换及特点，传递函数的并联实现和串联实现；
　　从状态空间表达式求传递函数；子系统并联、串联、反馈连接时，求系统的状态空间表达式和传递函数。
　　（九）、线性定常系统状态空间表达式的求解
　　1.理解状态转移矩阵的基本概念、性质
　　2.掌握求状态转移矩阵的方法
　　3.掌握线性定常系统齐次和非齐次状态方程的求解方法
　　主要知识点：
　　状态转移矩阵的概念、性质；
　　状态转移矩阵的三种求法，包括化为约旦标准型、通过拉氏变换、基于凯莱-哈密顿定理（至少掌握一种）；
　　线性定常系统齐次状态方程和非齐次状态方程的求解；
　　（十）、线性定常系统的能控性和能观性
　　1.理解能控性和能观性的定义；
　　2.掌握能控性和能观性的判别方法；
　　3.掌握对偶原理
　　4.掌握能控标准性和能观标准型
　　5.掌握系统的结构分解方法
　　主要知识点：
　　能控性、能达性的定义和内涵；能控性判据；
　　能观性的定义和内涵，能观性判据；
　　对偶系统及特点，对偶原理；
　　系统结构分解，包括按能控性分解、按能观性分解、按能控和能观性分解；
　　单输入单输出系统的能控标准型（I型和II型）及能观标准型（I型和II型）
　　系统的最小实现的概念，单输入单输出系统的传递函数零极点对消与系统能控性与能观性的关系；
　　（十一）、李亚普诺夫方法与线性定常系统的稳定性分析
　　1.理解李亚普诺夫关于系统稳定性的定义
　　2.掌握李亚普第一法；
　　3.掌握李亚普诺夫第二法；
　　主要知识点：
　　李亚普诺夫关于系统稳定、渐近稳定、大范围渐近稳定、不稳定的定义；
　　平衡状态的定义和求法；
　　李亚普诺夫第一法的基本思路和过程，状态稳定性，输出稳定性；
　　标量函数的符号性质，希尔维斯特判据，李亚普诺夫第二法的物理意义、基本思路和过程
　　求解李亚普诺夫方程，克拉索夫斯基法
　　（十二）线性定常系统的综合
　　1.掌握线性定常系统的三种线性反馈形式
　　2.掌握极点配置方法
　　3.掌握系统镇定性的判别方法
　　4.理解系统解耦的概念，掌握前馈解耦
　　5.理解状态观测器的概念、设计原则
　　6.掌握状态观测器的设计方法
　　7.掌握利用状态观测器实现状态反馈的设计方法
　　主要知识点：
　　线性定常系统综合的概念，三种线性反馈形式框图、状态空间表达式和特点；
　　极点配置的概念，通过三种线性反馈形式进行极点配置的条件和方法；
　　系统解耦的概念，前馈解耦方法
　　状态观测器的定义和设计原则，开环状态观测和渐近状态观测器的定义和特点；
　　全维状态观测器的设计方法，降维状态观测器的设计方法，全维状态观测器与降维状态观测器的优缺点比较；
　　利用状态观测器实现状态反馈，闭环系统的框图、状态空间表示式，闭环系统的三个特性（包括闭环极点的分离性，传递函数阵的不变性，观测器反馈与直接状态反馈的等效性）
　　三．建议教材与教学参考书
　　［1］蒋大明主编，《自动控制原理》，清华大学出版社，北京交通大学出版社，2003
　　［2］刘豹、唐万生主编，《现代控制理论（第3版）》，机械工业出版社》，2006
　　2012.09.10