信號與系統(tǒng)教學(xué)大綱

PAGEPAGE1《信號與系統(tǒng)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程編號：08060604002C課程中文名稱信號與系統(tǒng)課程英文名稱SignalsandSystems課程類別專業(yè)基礎(chǔ)課適用專業(yè)自動化、電氣、測控、電子信息、電科開課學(xué)期第四學(xué)期總學(xué)時48學(xué)時（理論教學(xué)40學(xué)時，實驗8學(xué)時）總學(xué)分3先修課程高等數(shù)學(xué)，電路課程簡介本課程是電類專業(yè)的重要專業(yè)基礎(chǔ)課之一。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握信號與系統(tǒng)的基本概念，線性時不變系統(tǒng)的基本特性，信號通過線性系統(tǒng)的基本分析方法，其主要內(nèi)容包括：信號與系統(tǒng)概述、LTI連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析、頻域分析、復(fù)頻域分析，LTI離散時間系統(tǒng)的時域分析及Z域分析。建議教材.信號與系統(tǒng)（SignalsandSystems）.校內(nèi)自編教材,2011參考資料[1]鄭君里等.信號與系統(tǒng)（第二版）.北京：高等教育出版社，2005[2]胡光銳.信號與系統(tǒng).上海：上海交通大學(xué)出版社，2006[3]王寶祥.信號與系統(tǒng)（第三版）.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2010二、課程教學(xué)目標(biāo)1.使學(xué)生掌握信號與系統(tǒng)的基本概念和基本理論。2.掌握確定性信號經(jīng)過LTI系統(tǒng)傳輸與處理的基本分析方法。3.了解各種方法相互間的聯(lián)系及其具體應(yīng)用。4.使學(xué)生初步具備應(yīng)用信號與系統(tǒng)的觀點和方法處理實際問題的能力，為進一步學(xué)習(xí)后續(xù)課程和今后參加工作奠定堅實的基礎(chǔ)。三、理論教學(xué)內(nèi)容與要求1信號與系統(tǒng)概述（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容要求程度（1）信號與系統(tǒng)的概念一般了解（2）信號的分類掌握按照時間特性信號的分類，會判別信號所屬的類別。（3）典型連續(xù)時間信號掌握基本信號及其主要特性，重點掌握單位沖激信號的概念及其性質(zhì)。（4）典型離散時間信號——序列掌握典型序列及其特性，會判斷序列的周期。（5）信號的變換與運算熟悉信號的三種基本變換，理解信號變換的過程，掌握連續(xù)信號與序列的基本運算。（6）系統(tǒng)的性質(zhì)掌握系統(tǒng)的分類與基本性質(zhì)，會判斷系統(tǒng)的類型。2連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析（6學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容要求程度（1）卷積積分熟記卷積積分的公式，理解卷積的圖解過程，掌握卷積的計算方法及其基本性質(zhì)，重點掌握任意信號與奇異信號的卷積。（2）線性微分方程的經(jīng)典解法一般了解。（3）沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)理解沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)的概念及物理意義，掌握沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng)的求解方法。（4）零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)理解零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)的概念，掌握零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)的求解方法，了解全響應(yīng)的分解方式，理解自然響應(yīng)、受迫響應(yīng)的概念。3連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的頻域分析（10學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容要求程度（1）典型周期信號的傅里葉級數(shù)了解信號正交分解的原理，掌握周期信號的兩種傅里葉級數(shù)形式，理解周期信號頻譜的特性，會求解常用周期信號的傅里葉級數(shù)。。（2）典型非周期信號的傅里葉變換理解傅里葉變換定義的推導(dǎo)過程及其物理意義，掌握常用非周期信號的傅里葉變換，熟記公式。（3）傅里葉變換的性質(zhì)深刻理解傅里葉變換的基本性質(zhì)，明白這些性質(zhì)揭示的信號在時域特性與頻域特性之間的內(nèi)在聯(lián)系，能夠熟練應(yīng)用傅里葉變換的性質(zhì)求解非周期信號的頻譜。（4）周期信號的傅里葉變換一般了解。（5）抽樣信號與抽樣定理熟悉理想抽樣及抽樣定理的概念，理解在系統(tǒng)分析中的應(yīng)用。（6）連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析掌握系統(tǒng)的頻域分析原理，深刻理解頻域系統(tǒng)函數(shù)H(jw)的定義、物理意義及求解方法，能夠用系統(tǒng)函數(shù)H(jw)求解非周期信號激勵下系統(tǒng)的響應(yīng)。（7）無失真?zhèn)鬏斦莆招盘枱o失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。（8）理想低通濾波器理解理想低通濾波器的定義，了解理想低通濾波器的傳輸特性，了解系統(tǒng)的物理實現(xiàn)條件。4連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析（6學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容要求程度（1）典型信號的拉氏變換理解拉氏變換定義的推導(dǎo)過程及其收斂域，理解拉氏變換與傅里葉變換的關(guān)系，掌握常用信號的單邊拉氏變換并熟記公式。（2）拉氏變換的性質(zhì)熟練掌握單邊拉氏變換的基本性質(zhì)，正確理解拉氏變換性質(zhì)的應(yīng)用條件。（3）拉氏反變換掌握利用部分分式展開法或留數(shù)法求解函數(shù)的拉普拉斯反變換。（4）連續(xù)時間系統(tǒng)的復(fù)頻域分析掌握利用拉氏變換求解微分方程或S域電路模型的方法，深刻理解S域系統(tǒng)函數(shù)H(s)的定義、物理意義以及零極點概念，會用各種方法求解H(s)，并能用H(s)分析系統(tǒng)特性。深刻理解系統(tǒng)函數(shù)H(s)的零極點分布與系統(tǒng)的時域特性和頻率特性的關(guān)系，會根據(jù)H(s)的零極點分布判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性。（5）連續(xù)時間系統(tǒng)的模擬掌握根據(jù)微分方程繪制時域和S域模擬框圖的方法，并能夠根據(jù)模擬框圖寫出微分方程，同時求出系統(tǒng)函數(shù)。5離散時間系統(tǒng)的時域分析（4學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容要求程度（1）離散時間系統(tǒng)的描述與經(jīng)典解法學(xué)會離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型——差分方程的建立，了解前向差分與后向差分的關(guān)系，掌握根據(jù)差分方程繪制模擬框圖的方法，了解差分方程的經(jīng)典解法。（2）零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng)掌握零輸入響應(yīng)、單位沖激響應(yīng)以及利用離散卷積求解零狀態(tài)響應(yīng)的方法，熟悉離散卷積的定義和性質(zhì)，理解全響應(yīng)的分解及意義。6離散時間信號與系統(tǒng)的Z域分析（10學(xué)時）教學(xué)內(nèi)容要求程度（1）典型序列的Z變換理解Z變換的定義、收斂域及Z變換與拉氏變換的關(guān)系，能夠根據(jù)Z變換的定義求一些常用序列的Z變換并熟記公式。（2）Z變換的性質(zhì)熟練掌握Z變換的基本性質(zhì)，正確理解Z變換性質(zhì)的應(yīng)用條件。（3）Z反變換了解冪級數(shù)展開法求解Z反變換，掌握利用部分分式展開法或留數(shù)法求解Z反變換的方法。（4）離散時間系統(tǒng)的Z域分析掌握用Z變換求解差分方程的方法，熟悉應(yīng)用Z變換分析法求解離散系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)。深刻理解Z域系統(tǒng)函數(shù)H(z)的定義、物理意義及其零極點概念，熟悉系統(tǒng)函數(shù)H(z)的極點分布與單位沖激響應(yīng)的關(guān)系，并會用H(z)分析系統(tǒng)特性。掌握離散系統(tǒng)穩(wěn)定性和因果性的充要條件，能夠根據(jù)系統(tǒng)函數(shù)H(z)的極點分布判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。四、實驗教學(xué)內(nèi)容與要求教學(xué)內(nèi)容要求程度1抽樣定理與信號恢復(fù)（2學(xué)時）掌握電阻應(yīng)變儀測量應(yīng)變及由此計算應(yīng)力的原理及方法，培養(yǎng)學(xué)生動手操作能力和實驗數(shù)據(jù)處理能力。2零極點對系統(tǒng)頻率響應(yīng)的影響（2學(xué)時）掌握外壓容器失穩(wěn)實驗方法，理解失穩(wěn)概念，比較實測失穩(wěn)壓力與理論計算結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生分析問題能力。3信號的無失真?zhèn)鬏敚?學(xué)時）4離散系統(tǒng)的時域分析