重庆大学2011电路原理
重庆大学 电气工程考研 教学大纲-自动控制原理201109
自动控制原理（I）教学大纲一、课程名称：自动控制原理（I）二、课程代码：15012545三、课程英文名称：Principles of Automatic Control（I）四、课程负责人：左为恒五、学时与学分：总学时：72学时（课堂教学66学时，实验12学时，注：实验以6学时计算）总学分：4.5学分六、课程性质：学科大类基础必修七、适用专业：电气工程与自动化八、选课对象：自动化、电气工程与自动化本科专业学生九、预修课程：高等数学、积分变换、线性代数、电路原理、电子技术、电机学等十、课程教材：左为恒、周林主编.自动控制理论基础.机械工业出版社，2007年9月第一版十一、参考书目：夏德钤主编，自动控制理论（第2版），机械工业出版社，2003胡寿松主编，自动控制原理（第4版），科学出版社，2000十二、开课单位：电气工程学院十三、课程的性质、目的和任务：该课程为电气工程与自动化本科专业的一门专业基础必修课程。
学习本课程主要目的是要求学生掌握自动控制原理的基本知识、学习控制系统的数学模型、时域特性、稳定性、稳态特征、动态特性和频率特性，以及分析和设计自动控制系统的基本校正方法。
课程从不同的角度讨论了单输入单输出经典控制理论与多输入多输出现代控制理论。
通过本课程的学习，使学生对反馈控制系统的基本原理有更深入地认识，进而培养学生的思维能力与分析、计算能力。
通过本课程的自控原理模拟实验与MA TLAB语言辅助分析实验，使学生进一步了解并掌握分析与设计控制系统的基本理论和基本方法，为后续相关课程打下理论基础。
十四、课程基本要求：《自动控制原理》课程是电气工程与自动化专业的一门必修主干专业基础课，占有极其重要的地位。
本课程涉及的基本概念较多，理论性、逻辑性较强，涉及内容广泛。
在教学过程中，要求教师对控制系统基本概念应有透彻讲解，对基本原理应作详尽的分析。
要求学生必须熟练掌握对控制系统的分析、计算和设计方法等。
十五、课程描述及主要内容：该课程分析讨论了经典自动控制理论与现代控制理论相关知识。
＜＜电路原理＞＞系重庆大学电气工程学院教材 第二章课件
3. 戴维宁定理的应用
例1. 求电流I 解： 1. 求开路电压
U oc U s U oc Is 0 R1 R2 U oc R2 (U s R1 I s ) R1 R2
2. 求等效电阻
R1 R2 Req R1 R2
3. 作戴维宁等效电路，求电流 I
U oc R2 (U s R1 I s ) I Req R L R1 R2 R L ( R1 R2 )
R3 R1 R3 R4 R2 R4 U ( )U s ( )I s R2 R4 R1 R3 R1 R3 R2 R4
二. 线性电路的叠加定理
例1. 采用叠加定理重新求解图中的求I和U
＝
＋
1）当Us单独作用时，求I'和U '
1 1 I' ( )U s R1 R3 R2 R4
1 1 1 ( )U 5 x 2 4 2
U 4 V x
2)独立电压源单独作用
U 6 U U x x x 0 2 4 2
U 1.2 V x
3)两个独立源共同作用
U x U U (4 1.2) V 2.8 V x x
U' ( R3 R4 )U s R2 R4 R1 R3
2）当Is单独作用时，求I''和U''
R3 I1 ' ' Is R1 R3
R4 I 2 '' Is R2 R4
R3 R4 I '' I1 '' I 2 '' ( )I R1 R3 R2 R4 s
2. 诺顿定理的应用
电路原理1讲解
解：作出 时刻的等效电路,有：
，
作出 时刻的等效电路，有：
例2.已知图示电路在开关动作前处于稳定状态，试求开关动作后的初始条件： , , , 。
解：作出 时刻的等效电路,有：
作出 时刻的等效电路，有：
2.一阶动态电路响应的公式求解法。
一阶电路响应公式求解法的的核心思想是：将给定电路等效为标准结构，通过代公式确定 和 ，然后使用替代定理将电容或电感替换为电压源或电流源，将电路变换为直流电路，再利用直流电路的方法进行求解。
7.已知图示电路，t=0时 突然由原来的10变为5，试求t>0后的 及 。
8.已知图示电路，t=0时开关S动作，试求开关动作后的 ， 及 。
9.已知图示电路，t=0时开关S动作，试求开关动作后的 ， 及 。
10.已知图示电路，t=0时开关S动作，试求开关动作后的 ， 及 。
第三部分正弦交流电路分析
主要知识点：
解：
25、已知图示电路，试用叠加定理求电流Ix。
解：
26、用叠加定理计算图所示电路中的I和U。
解：
27、 ，求戴维南等效电路。
解：
28、下图中负载 时可以获得最大功率，此时负载电阻上的
解：
29、用戴维南定理求解电路电流I3
解：
30、R=?可以获得最大功率，求出此时的最大功率。
解：
31、分别用支路电流法、节点法、回路法、电源等效变换法、叠加定理和戴维南定理求解下图中电流
确定回路电流方向，见右图，列出回路电流方程：
回路1：
回路2：/4
回路3：
补充关系： 解得：
例7、列写图示电路的节点电压方程和网孔电流方程
重庆大学电路原理2-1网络图论
小结：
一个节点数为nt=n+1，支路数为b的连通图 G，无论如何选树，恒具有n个基本割集和b-n个 基本回路。 对于具有nt个节点、b条支路、s个分离部分 的非连通图，在每一分离部分中选一树，则总树 支数(即基本割集数)为nt-s，总连支数(即基本回 路数)为b-(nt-s)=b-nt+s。
§1-5
本章重点：
本章主要介绍网络图论的基本知识。
有向图、连通图、子图等基本概念；
树、树支、连支；
基本割集、基本回路；
关联矩阵、基本割集矩阵、基本回路矩阵。
§1-1
线性图 ：
网络的图
将网络中的每一个元件用一条线段代替，称之 为支路；
将每一个元件的端点或若干个元件相联接的点 用一个圆点表示，并称之为节点。
基本割集(fundamental cut set) ：
只包含一条树支的割集叫做单树支割集或 基本割集 。 由每一树支决定的 基本割集是唯一的。 基本割集数：n
注意：
对任一较复杂的连通图G，可以选出很多个
回路和割集。但树一经选定后，连通图G中的树
支和连支就完全确定了，因此，连通图中的基本
回路和基本割集也就完全确定了。
基本割集与树 支的关联子阵 基本割集与连 支的关联子阵
Q [In F ]
F——基本子阵（fundamental submatrix)
C1 Q C2 C3 C4 C5
b1 b 2 b 3 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
b 4 b8 b5 b 6 b7 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1
（2）若基本割集Ci与支路bk有关联，且支路bk的参 考方向与基本割集Ci的参考方向一致，则qik＝1；
电工学第1章电路基本定理
电工电子学2
重庆大学电气学院
刘坤
第一章
电路的基本概念 和基本分析方法
主讲： 刘 坤
电工电子学2
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刘坤
本章主要内容
电路的基本概念 电路的基本定律 电路的工作状态 基本分析方法 本章小结 练习与思考
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基本概念
• 电路的组成及作用 • 电路模型与电路元件 • 电路中的基本物理量 • 电气设备的额定值 • 无源电路元件及特性 • 有源电路元件及特性
电流(7)
• 电流的测量 • 实验和工程中采用电流表测量电流，电流表 必须串接在被测电路中。 • 电流的参考方向由电流表接线方式决定“+” 接线柱指向“-”接线柱。
电流表
+ _
被测支路
断开通路 串接电流表
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电压与电动势(1)
• 电位的概念 • 单位正电荷在电场中某点所具有的电位能 称为该点的电位，用小写的v表示。它表示 外力将单位正电荷从参考点（O电位点）移 动到的该点所作的功。 单位为伏特(V)=1焦耳(J)/库仑(C)，用V表示。
2
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电阻元件(6)
• 电阻元件上的能量关系
电工电子学2
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刘坤
电流(6)
• 电流的参考方向（续） 电流的参考方向 是一种任意的选定的方向
电流的实际方向 电流的实际方向
a
电流的参考方向
b i>0
a
电流的参考方向
b i<0
参考方向的表示方法：1.带箭头的短线 2.加脚标如：iab 、iba
选定电流的参考方向后，电流就有了正负 之分，变成了代数量。 重庆大学电气学院 刘坤 电工电子学2
重庆大学电路原理考试大纲
电路原理(I)课程教学大纲一、课程名称：电路原理(I)Circuit Principles (I)二、学时与学分：100学时，5.5学分三、适用专业：电气工程与自动化四、课程教材：周守昌主编，《电路原理》（上册），高等教育出版社，1999五、参考教材：江泽佳主编，周守昌、吴宁、彭扬烈修订，《电路原理》(第三版)(上、下册)，高等教育出版社，1992江辑光主编，《电路原理》(第一版)(上、下册)，清华大学出版社，1996James W. Nilsson, Susan A. Riedel, 《Electric Circuits》，McGraw-Hill Companies, Inc.,2001.Charles K. Alexander and Matthew M. O.Sadiku.《Fundamentals of Electric Circuit》，清华大学出版社，2000六、开课单位：电气工程学院电工理论与新技术系七、课程的目的、性质和任务本课程是电气工程与自动化专业的一门专业基础必修课程。
该课程理论严密、逻辑性强，有广阔的工程背景。
学习电路原理课程对培养学生的科学思维能力，树立理论联系实际的工程观点，提高学生分析问题和解决问题的能力都有重要的作用。
通过本课程的学习，使学生掌握电路理论的基础知识与分析计算的基本方法，具备基本的实验技能，并为后续课程的学习奠定必要的理论基础。
八、课程的主要内容1．基本概念实际电路与电路模型。
电路的基本变量，电压、电流的参考方向。
电阻元件及其伏安关系，电压源、电流源、受控源，运算放大器。
电功率与电磁能量。
基尔霍夫定律。
线性元件与非线性元件的概念。
端口的概念。
2．电阻电路的分析等效的概念，简单电阻电路的计算，星形联接与三角形联接的等效变换。
支路分析法、回路分析法、节点分析法。
叠加定理，替代定理，戴维宁定理与诺顿定理，特勒根定理，互易定理。
最大功率的传输。
3．线性动态电路的时域分析动态元件（电容、电感、耦合电感）及其伏安关系（特性方程），阶跃函数和冲激函数，输入－输出方程，初始状态与初始条件。
重庆大学电路原理历年考研真题
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重大电气考研
介绍下重庆大学电气工程学院：I.电气工程学院是国家“211工程”和“985工程”重点建设单位II. 学院拥有：l “电气工程”国家一级重点学科l “输配电设备及系统安全与新技术”国家重点实验室l “输变电工程及新技术”“211工程”重点建设学科l 电力装备安全与技术研究院（“985工程”创新研究平台）由“输变电装备安全科学与技术”、“电力系统安全科学及柔性发电技术”、“电工理论与新技术”三个研究中心组成l “高压输变电设备安全运行科学与新技术”教育部创新研究团队l 国家工科电工电子基础课程教学基地l 国家电工电子基础实验教学示范中心III. 师资力量：l 中国工程院孙才新院士（高电压与绝缘技术方向）中国工程院杨士中院士（电工理论与新技术方向）l 多位长江学者和“973”首席科学家IV. “电气工程”学科全国排名第五下设二级学科：电力系统及其自动化（竞争激烈）高电压与绝缘技术（竞争激烈）电力电子与电力传动电机与电器电工理论与新技术（国家级重点学科）建筑电气（签约建筑设计院与房产公司较多）——————————————————————————————————————————————————————————————————————————分割线教育部一级学科代码及名称：0808 电气工程排名：10003 清华大学110010698 西安交通大学29710487 华中科技大学39310335 浙江大学49110611 重庆大学58710056 天津大学8210213 哈尔滨工业大学78110248 上海交通大学88010079 华北电力大学97910286 东南大学107810613 西南交通大学10142 沈阳工业大学127510290 中国矿业大学137410561 华南理工大学147210287 南京航空航天大学157110004 北京交通大学167010486 武汉大学10214 哈尔滨理工大学186810610 四川大学10294 河海大学2066复试篇：重庆大学电气学院的复试和其他学校有所不同：1. 多年以来学院无二次划线，复试线均以重庆大学的校工科线为准：2010年复试线为310（45/75），参考去年学长学姐的帖子，参加复试的有246人之多，所以竞争相当激烈，380以上有40来个，360大概排90名，340大概排150名。
重庆大学电工学chapter03
2
L1 1H
U S 10V
C2
图4
R2
C1
1mF
解：因为换路前电容元 件和电感元件均未储能，所 以：
2mF
8
L2
2H
i L1 (0) i L 2 (0) 0 uC 1 (0) uC 2 (0) 0
iL1 (0) iL1 (0) iL 2 (0) iL 2 (0) 0 ) uC 2 (0) uC1 (0) uC 2 (0) 0 电工电子学 1 (0)(Ⅰ uC
8
iL 2 (0) 0
L2
iR1
t= 0t= 0+ 0
iR2
0
iL1
iL2
iC1
0
iC2
0
uR2
0
uL1
0
uL2
0
uC1
uC2
0 0
0 0
0 0
0 0
24
1A -1A
1A 1A
2V -8V 8V
8V
电工电子学(Ⅰ)
电路中除元件uC、iL以外的 电容电流、电感电压以及电阻支路 电流、电压，t=0+时刻初始值是可 以突变也可以不突变的，这些电 流、电压的初始值，不能用换路定 则直接求解。
W L (0 ) W L (0 ) WC (0 ) WC (0 )
电工电子学(Ⅰ)
10
换路定则内容(2)
1 2 WL LiL 2 1 2 WC CuC 2
对于线性元件L、C为常数，所以，当换路时WL不能 i L (0 ) i L (0 ) iL不能跃变， 跃变则反映在电感中的电流 W L ( 0 ) C的不能跃变 L (0 ) 则反应在电容上的电压 uc不能跃变，所以通常换路定则 uC (0 ) uC (0 ) q C (0 ) q C (0 ) 又表示为 在换路时刻 t=0– 至 t=0+ 瞬间，电容电压和电感电流 是可以突变的话，则有电容电流为∞ ，电感电压为∞。 这显然违背克希荷夫定律，在实际的电路中是不可能的。 因此，只有在换路时刻 t=0– 至 t=0+ 瞬间电容电压和电感 电流都不能突变。
(完整版)电路原理课后习题答案
所以
3-11用回路电流法求解题3—11图所示电路中电流I。
题3—11图
解由题已知，
其余两回路方程为
代人整理得
所以
3—12用回路电流法求解题3-12图所示电路中电流 及电压 .
题3—12图
3-15列出题3—15图(a)、(b）所示电路的结点电压方程。
（a）(b）
题3-15图
解：图(a)以④为参考结点，则结点电压方程为：
题4—5图
4-9求题4—9图所示电路的戴维宁或诺顿等效电路。
(a）
（b)
题4—9图
解：（b)题电路为梯形电路，根据齐性定理，应用“倒退法”求开路电压 。设 ，各支路电流如图示，计算得
故当 时，开路电压 为
将电路中的电压源短路，应用电阻串并联等效，求得等效内阻 为
4—17题4-17图所示电路的负载电阻 可变，试问 等于何值时可吸收最大功率?求此功率。
题2-1图
解：（1) 和 并联,其等效电阻 则总电流
分流有
(2)当
(3)
2-5用△-Y等效变换法求题2—5图中a、b端的等效电阻：(1）将结点①、②、③之间的三个9电阻构成的△形变换为Y形；（2）将结点①、③、④与作为内部公共结点的②之间的三个9电阻构成的Y形变换为△形。
题2-5图
解（1)变换后的电路如解题2—5图(a）所示。
题4—2图
解：画出电源分别作用的分电路图
对（a)图应用结点电压法有
解得：
对(b)图,应用电阻串并联化简方法，可得：
所以，由叠加定理得原电路的 为
4—5应用叠加定理，按下列步骤求解题4—5图中 。（1)将受控源参与叠加，画出三个分电路，第三分电路中受控源电压为 ， 并非分响应，而为未知总响应;（2）求出三个分电路的分响应 、 、 , 中包含未知量 ；（3)利用 解出 。
重庆大学电气工程学院 电磁场原理
1 csc2 d 1 cos dEz cos d 2 2 4π ε0 csc 4π ε0
CQU
P点的电场分量
2 E sin d (cos1 cos 2 ) 4π ε0 1 4π ε0
dq r r dS
图2.3 体电荷的电场
1 4π 0
(r ')dV '
R
2
V'
eR
CQU
面电荷分布: dq (r ')dS ' 线电荷分布: dq (r ') dl '
E (r )
1 4 0
(r ')dS '
R
2
S'
eR E (r )
q2 相互间
qi F e 2 i 4 0 i 1 Ri q
N
CQU
2.1.2 电场强度
设在电场中某点处有一个试验电荷qt，受力为F。放在不同的
位置，所受的电场力的大小和方向都各有不同，即试验电荷qt 所受电场力F=F(r)是电场V区域中的坐标函数（r的函数）。于 是极限
F r E r lim qt 0 qt
V/m (N/C)
表示单位正电荷在电场中所受到的力 F r 。
E r 是在 r 点定义的电场强度，是空间坐标的矢量函数,
定义式给出了 E r 的大小、方向与单位。
CQU
真空中点电荷产生的电场 点电荷是电荷体分布的极限情况,可以把它看成是一个 体积很小,电荷密度很大，总电量不变的带电小球体。 当 a0 时，电荷密度趋近于无穷 大，通常用冲击函数 表示点电荷的密 度分布。
2009—2010第一学期新校区电路原理课程实验课表
2009—2010第一学期新校区电路原理课程实验课表
理论
08电气：1-3、10-12张谦；4-6、13-15肖冬萍；7-9李春燕；。
08自动化：1-8王正勇；08机电：1-2罗全明；3-5李春燕；08电信：1罗全明
重庆大学实验课课表
（2009-2010学年 1 学期）
学院（公章）电工电子技术基础教学实验中心实验室及设备管理处制表
重庆大学实验课课表
（2009-2010学年 1 学期）
学院（公章）电工电子技术基础教学实验中心实验室及设备管理处制表
填表人:苏向丰学院教学副院长: 2009年8 月 1 日
重庆大学实验课课表
（2009-2010学年 1 学期）
学院（公章）电工电子技术基础教学实验中心实验室及设备管理处制表
填表人:苏向丰学院教学副院长: 2009年8月 1 日
重庆大学实验课课表
（2009-2010学年 1 学期）
学院（公章）电工电子技术基础教学实验中心实验室及设备管理处制表
填表人:苏向丰学院教学副院长: 2009年8 月 1 日
重庆大学实验课课表
（2009-2010学年 1 学期）
学院（公章）电工电子技术基础教学实验中心实验室及设备管理处制表
填表人:苏向丰学院教学副院长: 2009年8 月 1 日。
重庆大学数电试卷合集
重庆大学《数字电子技术（Ⅱ）》课程试卷2012 ~2013 学年第 2 学期开课学院：电气工程学院课程号：考试日期： 2013-6考试方式：考试时间： 120 分钟一、设计题（20分）：采用同步置数的方式，利用74LS160设计365进制的计数器，各位之间为十进制关系。
解：二、分析题（20分）：下图为16×4位ROM和同步十六进制加法计数器74LS161组成的脉冲分频电路。
在CLK信号作用下，输出波形如图所示。
计算ROM中的数据表。
解：三、设计题（10分）：用D触发器设计一个同步串行数据检测电路，当连续输入3个或3个以上1时，电路的输出为1，其它情况下输出为0。
例如：输入A 101100111011110输出Y 000000001000110解：1）画出原始状态图2）状态化简3）状态编码原始状态图化简以后的状态图1/0A/Y0/01/00/0由状态图可得到复合卡诺图图：n AQ Y 1=nn n n n n Q Q A Q AQ AQ Q 01101011⋅=+=++D 触发器的特性方程为1,01==+i D Q in i得：n n n n QQ A D AQ AQ D 010101⋅=+=5) 检查自启动：可以自启动。
6）画逻辑图四、分析题（10分）： 试分析下图时序电路的功能。
解：1）)()()(2101201110210↓=↓=↓⋅=+++CP Q Q Q Q Q Q Q CP Q Q Q nn n n n n n nn2） 画出波形图：(略) 3） 画出状态图异步五进制加法计数器1Q的卡诺图 nn Q Q 01 00 01 11 10 A 0 1nn Q Q 01 00 01 11 10 A 0 110+n Q的卡诺图1/00/0nn Q Q 01 00 01 11 10 A 01nn Q Q 01 00 01 11 10 A 0 1输出Y 的卡诺图五、分析题（10分）利用计算公式解释超前进位加法器的基本思想。