国家海洋技术中心2022年硕士研究生初试考试自命题科目考试大纲及参考书目.pdf

国家海洋技术中心 2022 年硕士研究生 初试考试自命题科目考试大纲及参考书目 （仅供参考） 802 遥感基础 一、参考书目 《海洋遥感基础及应用》 ，潘德炉主编，海洋出版社，2017 年。 806 测控技术基础 一、考试的总体要求 掌握测控技术的基础知识和基本理论，并能合理运用解决实际问题。 二、考试的内容及比例 考试内容分为 A、B 两个模块，考生可任选其中一个模块。A 模块为精密测 量理论与技术基础，B 模块为传感技术与测控电路。 （一）A 模块：精密测量理论与技术基础 1．测量技术 主要内容：测量的基本概念；测量系统的组成，测量系统性能指标。 基本要求：测量、测试、计量的基本概念，国际单位制，测量标准，量值 传递与溯源体系，标定、检定与校准；测量系统的组成及各部分功能；理想频 率响应特性及不失真测试条件；测量系统（仪器）主要性能指标。 2．测量误差 主要内容：测量误差的基本概念。 基本要求：误差的定义及表示方法、分类和特征；实验标准偏差的求取方 法。 3．测量不确定度 主要内容：测量不确定度的概念，测量不确定度的评定，测量不确定度的 合成。 基本要求：测量不确定度的基本术语，不确定度的来源；标准不确定度的 两类评定、合成标准不确定度和扩展不确定度的求取方法；不确定度报告。 4．长度量测量 主要内容：长度测量的标准量和标准环境，阿贝原则，长度尺寸测量，坐 标测量，形位误差测量，表面粗糙度测量，微纳尺度测量。 基本要求：长度测量的标准量和标准环境；阿贝原则；长度的直接测量和 间接测量、绝对测量和相对测量方法及各种常用测量仪器；三坐标测量机的组 成、工作原理、测量数据处理方法；视觉三维测量系统的组成、基本工作原 理、工程测量中的应用；形位误差测量的基本概念、测量方法和步骤；直线度 误差的概念和评定方法，常用测量方法和仪器；表面粗糙度评定基准和参数， 常用测量仪器；扫描隧道显微镜和原子力显微镜的基本原理、特点和应用。 5．角度量测量 主要内容：角度的自然基准、实物基准和圆周封闭原则，角度尺寸的测 量，圆分度误差的测量。 基本要求：角度的自然基准、实物基准和圆周封闭原则；角度的直接测量 和间接测量方法及常用测量仪器；圆分度误差的评定指标；圆分度误差的绝对 测量和相对测量方法。 6．速度、转速和加速度测量 主要内容：速度、转速和加速度测量的基本方法。 基本要求：速度的测量方法；压差测速和多普勒测速原理；陀螺仪基本特 性及角速度测量原理；频闪式转速测量原理及方法；加速度测量原理和方法。 7．力、力矩和压力测量 主要内容：力、力矩和压力测量的基本方法。 基本要求：力的测量方法和常用测量装置；转矩的测量方法和常用测量装 置；压力和真空的测量方法和常用测量装置。 8．机械振动的测试 主要内容：机械振动的概念、类型，振动测试系统的组成，振动特性参量 的测量方法。 基本要求：机械振动的概念、类型及其表征参数；振动测试系统的组成； 固有频率和阻尼比的常用测量方法。 9．温度的测量 主要内容：温标的概念及各种类型温度计的工作原理和特点。 基本要求：温标的定义；热电偶温度计的工作原理、基本定律和参比端处 理方法；热辐射基本定律，热辐射温度计的工作原理及特点。 10．流量的测量 主要内容：流量的基本概念及各种类型流量计的工作原理和特点。 基本要求：流量的定义；差压式流量计；速度式流量计。 参考书目： [1]孙长库，胡晓东，精密测量理论与技术基础[M].北京：机械工业出版 社，2015. （二）B 模块：测控电路 1．绪论 主要内容：测控电路的功用，对测控电路的主要要求与特点，测控电路的 输入输出信号，测控电路的类型与组成。 基本要求：了解测控电路的功用，测控电路的主要要求与特点，测控电路 的输入输出信号及测控电路的类型与组成。 2.信号放大电路 主要内容：运算放大器的误差及其补偿，噪声的基础知识，典型测量放大 电路，隔离放大电路。 基本要求：掌握实际运算放大器的误差及其补偿方法，包括输入失调电 压，失调电流，共模抑制比等的影响；掌握典型测量放大电路的设计及计算； 了解运算放大器噪声的种类与处理方法，了解隔离放大器的基本工作原理。 3.信号调制与解调电路 主要内容:调幅式测量电路，调频式测量电路，调相式测量电路，脉冲调制 式测量电路。 基本要求:掌握调幅式测量电路的基本原理和方法，包括包络检波和相敏检 波的电路的原理及设计方法；了解调频、调相的方法。 4.信号分离电路 主要内容:滤波器基本知识，RC 滤波电路，集成有源滤波器 基本要求:了解滤波器种类，掌握各种滤波器的设计方法，重点掌握二阶滤 波器的分析与设计。 5.信号运算电路 主要内容:比例运算放大电路，加/减法运算电路，对数、指数和乘、除运 算电路，常用特征值运算电路，函数型运算电路，微分积分运算电路，过程调 节器电路。 基本要求:熟练掌握同相、反相和差分比例放大电路设计方法。掌握加减运 算电路，微分、积分电路原理及设计。了解指数、对数电路，常用特征值运算 电路和 PID 电路的工作原理。 6.信号转换电路 主要内容：模拟开关，采样保持电路，电压比较器电路，电压频率转换电 路，电压电流转换电路，模拟数字转换电路。 基本要求:掌握几种常用模拟开关原理，了解采样保持电路原理，掌握电平 比较电路、滞回比较电路、窗口比较电路原理及应用。掌握 V/f 和 f/V 转换电 路原理，运放构成的 V/I 转换器原理，掌握 D/A 和 A/D 转换的基本原理和方 法。 7.信号细分与辩向电路 主要内容:直传式细分电路，平衡补偿式细分电路。 基本要求:掌握单稳四细分辩向电路，电阻链分相细分电路原理及设计方法 以及计算机细分的原理与方法。掌握平衡补偿式细分中的相位跟踪细分，了解 幅值跟踪细分，脉冲调宽型跟踪细分以及频率跟踪细分的原理与方法。 8.连续信号控制电路 主要内容:脉宽调制控制电路，导电角控制逆变器，变频控制电路。 基本要求:了解脉宽调制控制电路的工作原理与控制电路；了解导电角逆变 器的基本原理；了解变频控制的基本原理。 9.逻辑与数字控制电路 主要内容：二值逻辑控制与驱动电路，异步与步进电动机驱动电路。 基本要求:了解二值逻辑控制与驱动电路的基本原理和设计方法。了解异步 与步进电动机驱动电路的原理。 10.测控电路设计实例 主要内容:动力调谐陀螺仪再平衡回路，系统建模，电路设计 基本要求:了解测控系统基于电路的实现方法。 参考书目： [1]李醒飞主编.测控电路第 5 版.机械工业出版社.2016 年 1 月 三、考试形式及时间 考试形式为笔试，考试时间 3 小时，满分为 150 分。 815 信号与系统 一、考试的总体要求 信号与系统是通信、电子信息、电子科学与技术等专业的一门专业基础课 程，是国内外高校 相应专业的主干课程之一。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，并利用这些经典理论分析、解释和计算信号、系统及其相互之 间约束关系的问题。 二、考试的内容及比例 （一）信号与系统的基本知识（10～20%） 1、基本信号及其两种（函数表达式和波形图）表示方法； 2、信号的基本运算； 3、系统的描述及系统的基本性质； （二）连续系统的时域分析（10～20%） 1、零输入响应和零状态响应的概念、性质及其求法； 2、冲激响应和阶跃响应； 3、卷积、卷积的性质及卷积的计算方法； 4、系统响应的时域求法； （三）连续信号与系统的变换域分析（30～40%） 1、周期信号的傅里叶级数； 2、周期信号的频谱及周期信号的傅立叶变换； 3、非周期信号的傅里叶变换及其性质； 4、取样信号、取样信号的频谱、取样定理及其应用； 5、周期和非周期信号通过线性系统的频域分析； 6、拉普拉斯变换及其性质； 7、信号通过线性系统的 S 域分析； 8、拉普拉斯变换与傅里叶变换之间的映射关系； （四）离散信号与系统分析（10～20%） 1、离散时间信号（序列）的描述及其运算； 2、离散卷积及其性质； 3、线性离散系统的特性及其描述方法； 4、差分方程的建立及其解法； 5、Z 变换及其性质； 6、离散系统的 Z 域分析法； （五）系统函数（10～20%） 1、系统函数的零极点与系统响应之间的关系； 2、系统稳定性及其判断方法； 3、系统的方框图、信号流图表示法与系统模拟； （六）连续与离散系统的状态变量分析（10～20%） 1、状态、状态变量与状态方程的基本概念； 2、连续与离散状态方程的建立方法； 3、连续系统状态方程的求解； 4、离散系统状态方程的求解； 5、描述系统的状态方程与输入-输出方程之间的关系； 6、系统的稳定性、可控性和可观测性的概念。 三、试卷题型及比例 试卷题型分为简答题（包括选择题和填空题等）、一般计算题和综合计算题 三种类型，其中简答题和一般计算题约占 80～90%，综合计算题约占 10～ 20％。 四、考试形式及时间 考试形式为笔试，考试时间 3 小时，满分为 150 分。 五、参考书目 《信号与线性系统分析（第四版）》 ，吴大正主编，高等教育出版社。 819 水力学 一、考试的总体要求 考查考生对水力学的基本概念、基本原理、基本方法以及对流体运动的一 般规律、分析方法的掌握程度，考查考生的分析问题、解决问题的能力和计算 能力。 二、考试的内容及比例 1.绪论部分（约 5﹪） 流体的惯性、质量、密度、重力、黏滞性、切应力、表面张力；主要物理 量的单位和量纲（基本量、导出量：力、切应力、动力黏滞系数或动力黏度、 运动黏滞系数或运动黏度、密度、表面张力）；连续介质、理想流体；质量力与 表面力。 2.流体静力学（约 20﹪） 点压强的计算、作用于平面上的静水总压力的计算、作用于曲面上的静水 总压力的计算；静压强分布图、压力体的绘制。静压强的特性；等压面；绝对 压强、相对压强、真空压强；压强的表示法以及之间的换算关系；测压管水 头。 3.流体运动学和流体动力学（约 30﹪） 恒定总流的连续性方程、能量方程、动量方程的综合运用。描述流体运动 的两种方法；迹线与流线；恒定流与非恒定流；均匀流与非均匀流；总水头 线、测压管水头线；动能修正系数；动量修正系数。欧拉法流体质点加速度的 构成及表达式；如何用质点加速度判别均匀流与非均匀流；流体微团运动的基 本形式；有涡流与无涡流的判别。流体连续性微分方程的表达式；利用连续性 微分方程判断给定流场是否存在；实际液体运动时的切应力和法向应力；N-S 方程的表达式。流函数、势函数、流速之间的关系。给定流速分布，分析该流 体运动（恒定流与非恒定流；均匀流与非均匀流；有涡流与无涡流；流动是否 存在等） 。 4.流动阻力和能量损失（约 10﹪） 沿程水头损失；沿程水头损失计算公式；沿程阻力系数；水力半径、湿 周；层流和紊流；雷诺数；紊流运动要素的瞬时值、时均值及脉动值；紊流切 应力；紊动使流速分布均匀化；紊流黏性底层；水力光滑面、过渡粗糙面、水 力粗糙面；圆管层流断面流速分布、圆管紊流断面流速分布、二维明渠均匀流 断面流速分布；沿程阻力系数变化规律；谢齐公式、曼宁公式、谢齐系数与沿 程阻力系数的关系；已知壁面粗糙系数（糙率），计算沿程阻力系数，进而计算 沿程水头损失；局部水头损失；局部水头损失计算公式；局部阻力系数。 5.孔口、管嘴和有压管流（约 15﹪） 孔口、管嘴的流动特征及基本概念；测压管水头线与总水头线的绘制；短 管的水力计算。 6.量纲分析与相似原理（约 10﹪） 量纲和谐性；π定理的应用。流动相似；重力相似准则；模型设计。 7 明渠恒定流（约 5﹪） 恒定均匀流：明渠均匀流的特性、产生条件；明渠均匀流的计算公式；水 力最佳断面；均匀流水深（正常水深）与底坡、糙率、流量的关系；计算均匀 流水深的思路。 非均匀流：明渠水流的三种流态及判别方法；弗劳德数表达式及意义；断 面比能的概念；临界水深所应满足的条件；矩形断面明渠临界水深公式；缓 坡、临界坡、陡坡。 8 堰流及闸孔出流（约 5﹪） 堰流、闸孔出流的水流特性；堰流的分类（依据、类型、标准、水流特 性）；堰流的基本公式；影响堰流的流量系数的主要因素；曲线型实用堰剖面形 状的组成；宽顶堰的淹没条件；闸孔出流的基本公式。 三、试卷题型及比例 1.判断题（约 16 分） 例：明渠均匀流一定是恒定流（） 2.选择题（约 24 分） 例：沿程等管径的有压管流的测压管水头线的变化规律是（） A.沿程下降；B.沿程上升；C．沿程不变；D．沿程可升可降。 3.绘图题（约 10 分） 静压强分布图；压力体图；测压管水头线及总水头线。 4.计算题（约 100 分） （1）静止液体中点压强的计算； （2）作用于平面和曲面上的静水总压力的计算； （3）恒定总流的连续性方程、能量方程和动量方程的各自应用及综合应 用。 例 1：有一沿铅垂放置的弯管如图（这里图略） ，管径 d，断面 1-1 与断面 2-2 间的轴线长度 L，两断面中心高差 Z，管中流量 Q，断面 1-1 中心的动水压 强 p1，两断面之间水头损失为 0.1m。求水流对弯头的作用力。解题要求：完整 写出解题过程，求解步骤必须清晰，每一步计算结果准确。 提示：该题目强调考生的逻辑性及表述能力。因此，考生必须写出清晰的 解题步骤，写出每一步骤对应的或图或公式或方程，写出每一步骤的计算结 果，写出最后结果。 例 2：一封闭水箱（这里图略），水的密度 1000kg/m3，水面上压强 2 2 85kN/m2，当地大气压 98kN/m ，重力加速度 9.8m/s 。求水面下 1m 的点 C 的绝 对压强、相对压强和真空压强。解题要求：直接写出绝对压强、相对压强和真 空压强的结果。 提示：该题目强调考生对结果准确性的掌控能力。因此，考生必须严格按 题目的参数计算，答题纸上不写计算过程只写结果，结果对了得分，错了不得 分。 2 2 解：C 点绝对压强为 94.8kN/m ，相对压强为-3.2kN/m ，真空压强为 3.2kN/m2。 四、考试形式及时间 考试形式为笔试，考试时间 3 小时。 五、参考书 1.水力学（第二版） ，高学平主编，中国建筑工业出版社，2018 2.水力学，高学平主编，中国水利水电出版社，2019