GATE电气工程大纲

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科目代码：EE

课程结构

课程大纲

A节：工程数学

单元1：线性代数

• 矩阵代数
• 线性方程组
• 特征值
• 特征向量

单元2：微积分

• 均值定理
• 积分学定理
• 定积分和反常积分的计算
• 偏导数
• 极大值和极小值
• 多元积分
• 傅里叶级数
• 向量恒等式
• 方向导数
• 线积分
• 面积分
• 体积分
• 斯托克斯定理
• 高斯定理
• 格林定理

单元3：微分方程

• 一阶方程（线性与非线性）
• 常系数高阶线性微分方程
• 参数变化法
• 柯西方程
• 欧拉方程
• 初值问题和边值问题
• 偏微分方程
• 变量分离法

单元4：复变函数

• 解析函数
• 柯西积分定理
• 柯西积分公式
• 泰勒级数
• 洛朗级数
• 留数定理
• 积分解法

单元5：概率与统计

• 抽样定理

• 条件概率

• 均值、中位数、众数、标准差、随机变量、离散与连续分布

• 泊松分布

• 正态分布

• 二项分布

• 相关分析

• 回归分析

单元6：数值方法

• 非线性代数方程的解法
• 微分方程的单步法和多步法

单元7：变换理论

• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• Z变换

B节：电路原理

• 网络图
• 基尔霍夫电流定律(KCL)，基尔霍夫电压定律(KVL)，节点分析和网孔分析
• 直流和交流网络的暂态响应
• 正弦稳态分析
• 谐振
• 无源滤波器，理想电流源和电压源
• 戴维南定理
• 诺顿定理
• 叠加定理
• 最大功率传输定理
• 二端口网络
• 三相电路
• 交流电路中的功率和功率因数

C节：电磁场

• 库仑定律

• 电场强度

• 电通量密度

• 高斯定律

• 散度，点电荷、线电荷、面电荷和球形电荷分布产生的电场和电势

• 介质的影响

• 简单结构的电容

• 毕奥-萨伐尔定律

• 安培环路定理

• 旋度

• 法拉第电磁感应定律

• 洛伦兹力

• 电感

• 磁动势

• 磁阻

• 磁路

• 简单结构的自感和互感

D节：信号与系统

• 连续时间信号和离散时间信号的表示
• 移位和缩放运算
• 线性时不变和因果系统
• 连续周期信号的傅里叶级数表示
• 采样定理
• 傅里叶变换的应用
• 拉普拉斯变换和Z变换

E节：电机学

• 单相变压器 -
  • 等效电路
  • 相量图
  • 开路试验和短路试验
  • 电压调整和效率
• 三相变压器 -
  • 连接方式
  • 并联运行
• 自耦变压器
• 机电能量转换原理
• 直流电机 -
  • 他励式
  • 串励式和并励式
  • 电动机和发电机的工作模式及其特性
  • 直流电动机的启动和调速
• 三相异步电动机 -
  • 工作原理
  • 类型
  • 性能
  • 转矩-速度特性
  • 空载试验和堵转试验
  • 等效电路
  • 启动和调速
• 单相异步电动机的运行原理
• 同步电机 -
  • 圆柱形和凸极式电机
  • 性能
  • 发电机的电压调整和并联运行
  • 同步电机的启动
  • 特性
• 各种损耗和电机效率计算

F节：电力系统

• 发电概念
• 交流和直流输电概念
• 输电线路和电缆的模型和性能
• 串联和并联补偿
• 电场分布和绝缘子
• 配电系统
• 标幺值
• 导纳矩阵
• 高斯-赛德尔和牛顿-拉夫逊潮流计算方法
• 电压和频率控制
• 功率因数校正
• 对称分量
• 对称和不对称故障分析
• 过流保护原理
• 差动保护和距离保护
• 断路器
• 系统稳定性概念
• 等面积准则

G节：控制系统

• 系统的数学建模和表示

• 反馈原理

• 传递函数

• 框图和信号流图

• 线性时不变系统的暂态和稳态分析

• 劳斯-赫维茨判据和奈奎斯特判据

• 波德图，根轨迹，稳定性分析，滞后，超前和滞后-超前补偿器

• P、PI和PID控制器

• 状态空间模型

• 状态转移矩阵

H节：电气与电子测量

• 电桥和电位器

• 电压、电流、功率、能量和功率因数的测量

• 仪用变压器，数字电压表和万用表，相位、时间和频率测量

• 示波器

• 误差分析

I节：模拟与数字电子技术

• 二极管、BJT、MOSFET的特性
• 简单的二极管电路：削波、钳位、整流器
• 放大器：偏置、等效电路和频率响应
• 振荡器和反馈放大器
• 运算放大器：特性和应用
• 简单的有源滤波器
• 压控振荡器(VCO)和定时器
• 组合逻辑电路和时序逻辑电路
• 多路复用器
• 多路分解器
• 施密特触发器
• 采样保持电路
• A/D和D/A转换器
• 8085微处理器 -
  • 体系结构
  • 编程
  • 接口

H节：电力电子技术

• 半导体电力器件的特性 -
  • 二极管
  • 晶闸管
  • 三端双向开关管(Triac)
  • 门极可关断晶闸管(GTO)
  • 金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)
  • 绝缘栅双极型晶体管(IGBT)
• DC-DC转换 -
  • 降压型
  • 升压型
  • 升降压型转换器
• 单相和三相无控整流器的配置
• 基于晶闸管的线路换相变流器
• 双向交流-直流电压源转换器
• 线路电流谐波问题
• 功率因数
• 交流-直流转换器的失真系数
• 单相和三相逆变器
• 正弦脉宽调制(SPWM)

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