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电气工程一级学科

Electrical Engineering

(学科代码:0808)

 

【来源: | 发布日期:2019-09-10 】

电气工程学科以电力电子变换理论与技术为支撑,以电机驱动控制技术为重点,侧重于控制技术、计算机技术、新材料技术、新能源发电技术等多学科交叉研究,主要研究领域与方向有:电力电子变换电路及其控制、电机系统先进控制理论与应用、新能源发电系统及微电网协调控制、电工理论与新技术等。其主要目标是解决在电力电子变换器应用过程中存在的一系列基础理论与应用技术问题,促进该领域相关研究成果的产业化、国产化,为电气工程领域研究机构和工程部门培养高层次工程应用人才。

目前电气工程一级学科设有电力电子与电力传动、电工理论与新技术、电机与电器、电力系统及其自动化、新能源系统及工程五个二级学科点,并设有电气工程专业学位点。其主要支撑二级学科“电力电子与电力传动”为北京市重点建设学科。目前拥有专职导师22名,每年招收学术型和专业型硕士研究生约40名,联合培养博士研究生2-3名。目前在读全日制硕士研究生111名、联合培养的博士研究生3名。学科建设有“电力电子与电力传动北京市工程研究中心”、“变频技术北京市工程研究中心”,“北京市电力节能协同创新中心”和教育部2011“北京电动车辆协同创新中心”。实验室总面积超过2000平米,固定资产近3500万元。近5年来,学科承担国家自然科学基金项目10项、国家863项目1项、国家重大科技支撑项目子项目1项、省部级纵向课题28项、企业委托项目120余项,科研经费总额7600多万元。近5年来获发明专利34项,软件著作权登记32项,获省部级奖5项,出版专作7部,译著7部,发表论文200余篇,其中被SCI、EI及ISTP收录80余篇,取得了一批具有自主知识产权和产业化价值的研究成果。

一、 培养目标

电气工程学科致力于为电气工程领域相关研究机构和工程部门培养高层次研究及工程应用型人才。毕业生应在电工装备制造、电力系统自动化、新能源发电、国防装备建设等领域具有独立进行分析、研究与开发的能力,能够从事相关产品的设计与研发、实验与测试、系统运行与管理等工作。

二、 培养方向

方向1:电力电子与电力传动

该培养方向主要研究内容包括:

(1)有源箝位5电平拓扑及调制技术

(2)双级式矩阵变换器拓扑及调制技术

(3)多电平逆变器拓扑及调制技术

(4)高压大功率调速装置

(5)开关变换器建模与仿真

(6)LED 绿色照明电源

(7)电动汽车永磁电机调速器

(8)电池管理系统

该培养方向现有硕士指导教师7人,其中教授/研究员2人,副教授3人,讲师2人。该研究方向以“电力电子与电力传动北京市工程研究中心”和“北京电动车辆协同创新中心”为主要支撑点。在多电平调制技术、高压串联技术、矩阵式变换器、高频高低压电源等方面始终紧跟国际前沿与热点,提出了一系列原创性的拓扑、控制和调制方法。近5年承担4项国家自然科学基金项目以及多项省部级科研课题,多项研究成果经产品化并转让给清华同方威视、中科院电工所等单位。其中高性能大功率灯光镇流器已由北京莱斯达电子有限公司等单位开始生产,国内市场份额约占30%左右。

方向2:电工理论与新技术

该培养方向主要研究内容包括:

(1)有源电力滤波器

(2)无功功率补偿装置

(3)可控电抗器研究

(4)EMC 抗干扰设计

(5)本质安全电路电弧放电

该培养方向现有硕士指导教师4人,其中教授/研究员1人,副教授1人,讲师2人。在复杂励磁新型电抗器研究领域的研究上,承担国家自然基金面上项目2项,以及北京市自然科学基金项目和多项企业委托课题。

标志性科研成成果:国内第一台300kVA正交可控电抗器;200kVA三相卷铁芯消弧线圈;100A有源电力滤波器(APF);模块式高频除尘电源;混合式TSC无功补偿器。

方向3:电机与电器

该培养方向主要研究内容包括:

(1)无速度传感器交流电机矢量控制技术

(2)交流电机直接转矩控制技术

(3)交流电机参数在线辨识技术

(4)交流电机自抗扰控制技术

(5)同步电机调速技术

该培养方向现有“电气工程优秀教学团队”1 个,硕士指导教师6 人,其中教授/研究员3人,副教授/副研究员1人,讲师2人。

该研究方向以“变频技术北京市工程研究中心”为主要支撑点。提出的多矢量模型预测控制的系统思想和框架,突破了现有单矢量模型预测控制理论的局限,解决了计算量大、权重优化设计、无传感器运行和稳态性能提高等关键问题。在电力电子国际权威期刊IEEE Trans发表第一单位论文10多篇,获得国家发明专利授权4项。承担2项国家自然科学基金,以及多个北京市科委、北京市教委以及北京市科技新星、北京市委组织部青年拔尖人才计划、教育部留学人员回国科研启动基金等项目。

该方向的多项理论成果已在实际中应用,其中研发的大功率无速度传感器矢量控制系统频率可调至0.5Hz;研发的永磁同步机驱动装置调速比达1:10000;最近承担的异步电机牵引控制和永磁电机牵引控制解决了复矢量调节器、弱磁控制、磁链观测和速度辨识等难题,实现了异步调制、同步调制到方波运行的平滑切换。

方向4:电力系统及其自动化

(1)智能微网

(2)分布式能源、微网解决方案及能效管理系统技术

(3)配网故障快速定位

(4)配电网可靠性

该培养方向现有硕士指导教师4人,其中教授/研究员1人,副教授1人,讲师2人。

该研究方向是“北京市电力节能协同创新中心”的主要支撑点。标志性成果为区域性微电网系统,小型风光储发电互补系统,基于WEB的故障自动定位系统,基于大数据技术的充电桩智能管理系统。

方向5:新能源并网发电技术

该培养方向主要研究内容包括:

(1)大规模储能技术

(2)兆瓦级风力发电技术

(3)太阳能并网发电技术

(4)分布式发电系统

该培养方向现有硕士指导教师6人,其中教授2人,副教授1人,讲师3人。

该研究方向在新能源变换器的理论研究与技术应用方面具有丰富的经验,承担了国家自然科学基金项目、国家重大科技成果转化项目、北京市自然科学基金项目、北京市属高校科技创新能力提升计划项目、北京市科技新星计划、北京市优秀人才计划项目。

三、 学习年限

基本学习年限一般为三年,最长修业年限(含休学)为五年。

四、 培养方式

研究生培养采用学分制。

研究生培养实行导师负责制,采取以导师为主的指导小组集体培养方式。具体要求为:

1.导师根据培养方案的要求和因材施教的原则,在研究生入学后,从研究生的具体情况出发,制订每位研究生的培养计划。

2.对研究生的培养,采取课程学习和论文工作相结合的方式。在打好坚实理论基础的同时,培养研究生掌握科学研究的基本方法,并具有一定的实际工作能力。

3.研究生的学习以导师指导下的自学为主,强调在学习中研究,在研究中学习,培养学生发现问题、独立分析问题和解决问题的能力。

五、 课程设置及学分要求

研究生课程学习实行学分制,硕士学位研究生的最低学分为35学分。其中课程学分要求为28学分,必修环节7学分,具体分布如下:

公共学位课:共8学分,其中政治理论课2门(共3学分),第一外国语2门(共4学分),工程伦理(共1学分)。

专业学位课:不少于8学分,其中随机过程和数值分析要求二选一。

专业选修课:不少于12学分;其中学科前沿课程,系统介绍本学科前沿的发展情况,课程内容每学年动态调整;跨学科课程,研究生可以选修其他学科的课程,以鼓励学科交叉。设置一门专业英语,为研究生开展国际学术交流提供基础。

必修环节:7学分,其中职业规划与创业教育课程(1学分),实践环节(5学分),科技论文写作与发表(1学分)。

对于跨学科考入或以同等学力考入的硕士生,也包括在招生考试时已被认为基础理论或专业知识有着某些缺陷、需要入学后进行适当补课的研究生,都必须补修有关基础课程或其它相关课程,并在培养方案中做出明确规定和具体要求。这些课程可以是比本人目前所攻读的学位低一级学位的课程,成绩合格的可计算学分,但不能替代本学科的学位课程和专业选修课程的学分。

课程设置如下表:

电气工程全日制研究生课程设置表

类别


课程名称(英文名称)

学时

学分

开课

学期

拟主讲教师

备注

公共

学位课

中共国特色社会主义理论与实践研究

Studies of the Theory and Practice of Socialism with ChineseCharacteristics

32

2

1

课程组

共8学分

自然辩证法概论

Introduction to Dialectics of nature

16

1

2

课程组

研究生英语

Postgraduate English

32

2

1-2

英语教研组

研究生英语口语

Postgraduate Oral English

32

2

1-2

英语教研组

专业

学位课

随机过程

Stochastic Process

32

2

1

刘喜波

不少于8学分

(随机过程和数值分析要求二选一)

数值分析

Numerical Analysis

48

3

1

吴运锋

线性系统理论

Linear System Theory

48

3

1

曾水平

现代电力电子电路

Modern Power Electronic Circuit

48

3

2

张卫平

系统辨识与自适应控制

System Identification & Adaptive Control

48

3

2

孙力

信号分析与处理

Signal Analysis & Processing

32

2

1

徐继宁

现代电力传动技术

Modern Electric Drive Technology

48

3

2

杨立永

专业

选修课

开关变换器建模与仿真

Modeling&Control of Switching converter

32

2

2

陈亚爱

不少于12学分

电力电子装置及系统设计

Power Electronic Device &System Design

32

2

2

樊生文/苑国锋

新能源并网发电技术

New Energy Generation Technology

32

2

2

温春雪

谐波抑制与无功补偿

Harmonic Suppression and Reactive Power Compensation

32

2

2

蒋正荣

输配电技术

Power Transmission & Distribution Technology

32

2

1

陈亚爱/张虎

智能微网

Smart Micro Grid

32

2

2

胡长斌

功率半导体器件及应用

Power Semiconductor Devices and Apllications

32

2

1

刘丛伟/梅杨

电磁兼容设计

EMC Design

32

2

1

蒋正荣

高等电力系统分析

Advanced Power System Analysis

32

2

1

万庆祝/孟庆海

本质安全电路设计

Intrinsically Safe Circuits Design

32

2

2

孟庆海

现代电动车技术

Modern Electric Drive Technology

32

2

1

孙力

FPGA和CPLD技术

FPGA & CPLD Technology

32

2

1

周京华

学科前沿

Research Frontiers

32

2

2

张永昌

专业英语

Special English

32

2

1

刘欣博

第二外语(日语或德语)

Second Foreign Language(Japanese or German)

48

2

2

徐美/梁丹丹

电气工程跨学科课程

Cross-Disciplinary Course

32

2

1-2

课程组

电机系统四象限运行

Four-Quadrant Operating for Motor

16

1

2

张晓光

计算机控制系统

Computer Control System

32

2

2

董哲

PLC应用实验

PLC Experiments

16

1

1

雷振武

必修

环节

职业规划与创业教育

Career Planning &Bussiness Education

16

1

2

课程组


实践环节

Practice


5

1-4

课程组

科技论文写作与发表

Writing and Publishing of

Scientific Papers

16

1

2

庞中华

学位论文环节

开题




3



中期检查



4



预答辩



6



学位答辩



6












六、 学位论文工作

学位论文工作使研究生在科研方面受到较全面的基本训练,可以培养研究生从事科学研究或独立担负专门技术工作的能力。相关具体要求如下。

1. 论文选题

学位论文选题要跟踪本研究领域学术前沿,研究课题应具有一定的理论意义和应用价值,要有明确的目标,工作量要合理。研究课题要能体现学生综合运用理论、方法及技术研究科学和工程技术问题的能力、运用技术工具进行综合实验的能力。

论文选题时间应不迟于第三学期第五教学周。

2. 学位论文开题

学位论文开题答辩包括完成一份文献综述报告,并撰写1份开题报告。

综述报告要求学生应查阅有关本研究方向和领域发展状况的国内外学术论文和技术报告, 阅读数量不少于30篇(国外至少10篇),字数一般为5000~10000字。开题报告应包括研究内容和目标、研究方法、关键问题、技术路线、研究计划和时间安排、以及预期成果等。

研究生开题要组织开题答辩,由一级学科和专业(领域)责任教授组织。开题答辩未通过者可在三个月内补答一次,再次答辩未通过者延期半年。

开题答辩应于第三学期第十教学周前完成。

3. 学位论文中期考核

学位论文中期考核包括书面形式的论文进展报告、公开的论文中期答辩会以及思想品德考核。考核工作由学科组织进行。中期答辩未通过者可在三个月内重新答辩一次;再次答辩未通过者延期半年。

中期答辩要求在第四学期完成。

4. 学位论文撰写要求

硕士学位论文应对所从事的研究课题有新的见解。硕士学位获得者应具有一定的从事科研工作或承担实际工作的能力。学位论文必须通过预审;必须是系统完整的学术论文,并体现足够的工作量和成果的先进性;必须是研究生独立完成的,且文字简练、通顺、图表清晰、数据真实、撰写规范、严格准确地表达研究成果,实事求是得出结论。学位论文字数一般不少于20000字,中、英文摘要1000 字左右,并附参考文献。

5. 学术论文发表要求

研究生除要完成学位论文以外,还应以第一作者身份(如导师是第一作者,研究生可以是第二作者)正式发表(含录用)一篇与课题相关的学术论文。

6. 学位论文预答辩规定

一级学科责任教授应在第六学期第八教学周前组织研究生进行预答辩,对论文质量进行预审。对学位论文中存在问题的地方提出修改意见;对论文质量较差的学生提出警告,责令其在毕业答辩前认真修改;对论文研究内容存在严重错误达不到毕业要求的学生,应延期答辩;延期答辩时间由预答辩专家小组决定。

7. 学位论文评阅及答辩

通过学位论文预答辩和论文评阅的研究生,可按《北方工业大学学位授予工作实施细则》的要求申请论文答辩,答辩应组织公开的论文答辩会。具体要求如下:

(1)学位论文答辩委员会由院学位评定分委员会根据责任教授提出的人选确定,人数为三位或五位专家,其中至少有一位校外专家。答辩委员会设主席一人,由具有正高级职称的专家担任。论文答辩委员会设秘书一人,由本学科具有硕士学位或中级职称以上的专业人员担任。

(2)院学位评定委员会至少在答辩前两周将硕士学位论文送交答辩委员会成员审阅。答辩会由答辩委员会主席主持,并按答辩流程进行,根据学位论文水平和答辩情况做出是否授予硕士学位的决议。决议以无记名投票方式,经全体成员三分之二(含)以上同意为通过,决议经答辩委员会主席签字,报院学位评定分委员会批准。

(3)学位论文答辩未通过者,经答辩委员会同意,硕士研究生可在一年内重新答辩一次。博士研究生可在二年内重新答辩一次。第二次答辩未通过者取消学位申请资格。

七、 学位授予

按照《中华人民共和国学位条例》和《北方工业大学学位授予工作细则》的规定和要求进行学位论文评阅与答辩,答辩通过者,经学院学位评定分委员会讨论通过,报校学位评定委员会批准,方可授予硕士学位,并颁发学位证书。