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2025年控制科學與工程學院研究生復試考試大綱

考試科目名稱：檢測技術

一、考試要求：

1.了解檢測、測量誤差的基本概念，掌握檢測儀表的主要性能指標，并能通過對性能指標的分析，對儀表做出正確評價和選擇;

2.了解傳感器、變送器的基本概念，掌握變送器的輸入/輸出信號變換關系、量程/零點調整方法和接線方式，以及這些信號如何進入單片機/計算機;

3.掌握石油化工生產過程中溫度、壓力、物位、流量等四大參數的檢測儀表與檢測系統的原理與組成、信號轉換與處理，熟悉各類儀表的特點、適用場合及典型工程應用;

4.掌握檢測儀表的正確選擇、安裝、使用，掌握檢測儀表的一般檢定要求以及壓力、溫度、物位、流量等儀表的檢定方法;

5.從信息系統的角度，掌握儀器系統的基本構成單元，并明白各單元間的相互關系，熟悉典型儀器電路系統基本構成，了解儀器設計的基本要求及原則;

二、考試內容：

1.檢測技術基礎

(1)檢測基本概念、檢測儀表一般構成;

(2)測量誤差;

(3)檢測儀表的性能指標;

(4)掌握變送器的輸入/輸出信號變換關系、量程/零點調整方法和接線方式。

2.壓力測量

(1)壓力的基本概念及不同表示方式

(2)就地指示式壓力測量儀表：彈簧管壓力表

(3)遠傳式壓力測量儀表：應變電阻式、電容式、壓電式

要求掌握應變電阻測量電路(單臂、半橋、全橋)

(4)壓力測量儀表的選擇、校驗和安裝

3.物位測量

(1)浮力式物位計

(2)靜壓式物位計(差壓變送器的測量范圍、零點遷移的確定與實現)

(3)電容式物位計

(4)非接觸式物位計：輻射式、超聲、雷達

(5)各種物位計的測量原理、特點和應用場合，

4. 流量測量

(1)流量的基本概念及不同表示方式

(2)速度式流量計：節流式、動壓式、浮子式、電磁式、渦街、超聲式

(3)容積式：橢圓齒輪、腰輪、刮板

(4)質量流量計：科里奧利式

(5)各種流量計的測量原理、特點和應用場合，流量計的選擇與標定。

5. 溫度測量

(1)溫度的基本概念及不同表示方式

(2)就地指示式溫度測量儀表：膨脹式溫度計

(3)遠傳式溫度測量儀表：熱電阻、熱電偶

掌握熱電偶、熱電阻的測溫原理、特點，熱電偶測溫時的補償導線、冷端溫度補償的作用、原理和方法，熱電阻測溫時的三線制接法原理等。

(4)溫度測量系統的構成、接觸式溫度計的安裝

6.智能儀器技術基礎

(1)基本國際單位制、儀器基本概念、儀器的本質特征;

(2)儀器系統信息流程、儀器的基本構成，儀器的性能指標;

(3)典型儀器電路系統基本構成;

(4)計量儀器特點與種類;

(5)儀器設計的基本要求及原則。

三、參考書目

檢測技術參考書：

1.《化工測量及儀表》(第三版)，陳憂先、左鋒、董愛華編著，化學工業出版社，2010;

2.《化工測量及儀表》(第四版)，左鋒、王璽編著，化學工業出版社，2020;

3.《儀器設計技術基礎》(第2版)，陳非凡編著，清華大學出版社，2019.

考試科目名稱：控制工程

一、 考試要求

要求學生在學習自動控制原理、測量及調節儀表、計算機控制及工藝原理的基礎上，結合實際的工業生產過程，能進行簡單控制系統、復雜控制系統的設計與分析，針對具體設備或過程進行常規控制方案的設計、整定與投用辦法。典型設備控制。要求學生重點掌握相關基本原理、基本概念和基本方法。

二、考試內容

1. 自動控制原理和現代控制理論在實際過程控制中分析應用

(1)結合實際控制過程理解自動控制原理和現代控制理論基本概念;

(2)利用自動控制原理和現代控制理論基本原理分析實際對象控制過程，包括其控制性能指標、參數調整、控制規律、控制方案等具體分析。

2. 單回路控制系統

(1)過程控制系統的發展概況、特點、基本概念、組成及其分類;

(2)過程的數學模型及建模的方法。要求掌握典型過程單元數學模型的機理推導和試驗建模的方法;

(3)簡單過程控制系統設計：包括方案設計、系統投運、調節器參數整定(包括控制器正反作用選擇)，以及簡單控制系統設計舉例。

3. 復雜控制系統的原理、功能、控制方案設計和應用場合

(1)串級控制系統

(2)均勻控制系統

(3)比值控制系統

(4)前饋控制系統

(5)分程控制系統

(6)選擇性控制系統

4. 典型設備控制

(1)加熱爐、換熱器、鍋爐控制

(2)物料輸送、精餾塔控制

三、參考書目

1.自動控制理論參考書

(1)《自動控制原理》(第六版)，胡壽松 主編，科學出版社，2013;

(2)《現代控制理論》(第三版)，劉豹、唐萬生 主編，機械工業出版社，2015;

2.過程控制工程參考書

(1)《過程控制工程》第三版，戴連奎等主編，化學工業出版社，2012.

考試科目名稱：數字信號處理

一、 考試要求

1、掌握數字信號處理基本概念、離散時間信號系統的描述、z變換的收斂域判別系統穩定性和因果性。

2、掌握離散傅里葉級數和離散傅里葉變換的定義和性質，以及快速傅里葉變換算法的基本思想和原理，并能將其用于離散時間序列的相關和卷積。

3、掌握無限長單位脈沖響應濾波器、有限長單位脈沖響應濾波器的具體設計方法，能夠根據實際系統要求，選擇IIR和FIR濾波器的類型、模擬濾波器的類型、窗函數的類型。理解這些選擇對設計系統的性能影響。

4、掌握數字濾波器的實現結構，能根據系統的要求，選擇直接型、級聯型和并聯型結構，理解有限字長對數字信號處理系統的影響。

二、 考試內容

1.1 離散時間信號

常用典型序列，序列的運算。

1.2 采樣

離散時間信號的采樣，采樣信號頻譜的變化，采樣定理，信號的恢復。

1.3 DTFT與Z變換

DTFT，Z變換，逆Z變換，Z變換的性質，Z變換與DTFT的關系，Parseval定理

1.4 離散時間系統

線性系統，時不變系統，線性時不變系統，系統的穩定性與因果性，系統的差分方程描述。

1.5 系統的頻率響應與系統函數

系統的頻率響應與系統函數

2.1 離散傅里葉變換

離散傅里葉級數，離散傅里葉變換應用。

2.2 快速傅里葉變換

2.3 FFT 變換的應用

用FFT計算IDFT，實數序列的FFT，線性卷積的FFT算法，用FFT計算相關函數。

3.1 常用模擬低通濾波器特性

Butterworth濾波器，Chebyshev濾波器，橢圓濾波器。

3.2 IIR 濾波器設計方法

脈沖響應不變法，雙線性變換法。

3.3 從模擬低通原型到各種數字濾波器的頻率變換

模擬低通到數字高通，模擬低通到數字帶通，模擬低通到數字帶阻。

4.1 線性相位FIR濾波器的特點

線性相位的條件，幅度特性，零點特性。

4.2 窗口設計法

窗函數設計法的基本原理，序列加窗之后的影響，設計步驟。

4.3 頻率取樣法與FIR濾波器的最優化設計

頻率取樣法，非線性最優法，插值解法，Remez交替算法。

5.1 數字濾波器的結構

數字網絡的信號流圖，IIR濾波器的結構，FIR 濾波器的結構。

5.2 量化與量化誤差

定點制的量化誤差，A/D轉換的量化誤差，量化噪聲通過線性系統

5.3 有限字長運算對數字信號處理系統的影響

IIR、FIR濾波器的有限字長效應，FFT計算中的有限字長效應

5.4 極限環振蕩

零輸入極限環振蕩，大信號極限環振蕩

三、參考書目

(1)數字信號處理, 吳鎮揚, 高等教育出版社, 2004.