《信号与系统》课程教学大纲(1).docx

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1、信号与系统课程教学大纲课程代码：ABJDo507课程中文名称:信号与系统课程英文名称：Signa1andSystem课程性质：必修课程学分数：3课程学时数：48授课对象：电子科学与技术本课程的前导课程：高等数学、大学物理、电路理论一、课程简介本课程是自动化专业和电子专业的技术基础课程。它是在学习了电路理论之后，进一步学习网络理论、信号分析以及系统分析等基本概念和基本分析方法，使学生获得必要的信号分析、系统分析基础理论，为学习后续课程及专业知识以及毕业后从事工程技术工作打下良好的理论和实践基础。二、教学基本内容和要求内容包括信号分析的基础知识，信号线性变换（傅立叶变换、拉普拉斯变换和Z变换）和信

2、号相关分析原理等；还包括连续系统和离散系统的分析方法（时域法和变换域法）、DFT在离散系统分析中的应用和系统的状态变量分析法。1信号与系统的基本概念1 1）了解信号与系统的基本概念与定义，能画函数的波形。2 2）了解常用基本信号的时域描述方法、特点与性质，并会应用这些性质。3 3）了解信号的时域分解、变换与运算方法，并会求解。4 4）深刻理解线性不变因果系统的定义与性质，并会应用这些性质。重点及难点:掌握基本信号的时域描述方法、特点与性质，并会应用这些性质；信号的时域分解、变换与运算方法5 .连续系统时域分析（1）会建立描述系统激励f（t）与响应y（t）关系的微分方程。（2）深刻理解系统的特征

3、多项式、特征方程、特征根（自然频率）的意义，并会求解。（3）深刻理解系统的全响应y（D可分解为：零输入响应1W与零状态响应自由响应与强迫响应；瞬态响应与稳态响应。（4）根据微分方程的特征根与已知的系统初始条件，求解系统的零输入响应月（5）深刻理解单位冲激响应（）的意义，并会求解。（6）深刻理解卷积积分的定义、运算规律及主要性质，能用四种方法求解卷积积分。（7）会应用卷积积分法求线性时不变系统的零状态响应o重点:掌握零输入响应、零状态响应和全响应难点：卷积积分6 .连续信号频域分析（1） 了解函数正交的条件及完备正交函数集的概念。（2）能用傅立叶级数的定义、性质以及周期信号的傅立叶变换，求解周期

4、信号的频谱、频谱宽度，画频谱图；深刻理解周期信号频谱的特点。（3）能利用傅立叶变换的定义、性质，求解非周期信号的频谱，画频谱图，求信号的频谱宽度；会对信号进行正反傅立叶变换。（4）深刻理解功率信号与功率谱、能量信号与能量谱的概念，会在时域与频域两个域中求解功率信号的功率与能量信号的能量。（5）深刻理解和掌握抽样的频谱及其求解：深刻理解和掌握抽样定理。（6） 了解希尔伯特变换的定义、性质与应用。重点：傅立叶级数、傅立叶变换的定义、性质；抽样定理难点：抽样的频谱及其求解7 .连续系统频域分析（1）会求解非正弦周期信号激励下系统的稳态响应。（2）深刻理解频域系统函数功的定义、物理意义、求法与应用，并

5、会求解。（3）会求解非周期信号激励下系统的零状态响应与全响应。（4）深刻理解理想低通滤波器的定义、传输特性及其上升时间的意义。8 5）了解信号无失真传输的条件。9 6）了解调制与解调的基本原理与应用。重点：频域系统函数的定义、物理意义、求法与应用，并会求解难点：激励为任意信号时系统的响应10 连续系统复频域分析（1）深刻理解拉普拉斯变换的定义式、收敛域及基本性质；会根据拉氏变换的定义式及基本性质，求一些常用信号的拉氏变换。（2）正确理解拉普拉斯变换性质（特别是时移性、频移性、时域微分、频域积分、初值定理、终值定理等性质）的应用条件。（3）能应用部分分式法或留数法，求解一些象函数的反拉普拉斯变换

6、。（4）掌握S域中电路KC1、KV1的表示形式及电路元件的伏安关系；能根据时域电路模型正确地画出s域电路模型。（5）能应用单边拉普拉斯变换与S域电路模型，求线性时不变系统的响应，包括全响应，零输入响应，零状态响应以及冲激响应与阶跃响应。重点及难点：拉普拉斯变换的定义和性质；能应用单边拉普拉斯变换与S域电路模型，求线性时不变系统的响应；11 复频域系统函数（1）深刻理解系统函数H（S）的定义、物理意义、分类、零极点概念，会用多种方法求”。（2）会应用系统函数”（A分析系统的特性，包括会求系统的单位冲激响应MO、零输入响应1W、零状态响应会求系统的频率特性H（Jo）、正弦稳态响应、周期性稳态响应；

7、深刻理解HG）的零极点颁与单位冲激响应W的关系。（3） 一般了解O的性质。（4）深刻理解系统模拟与信号流图的意义；能根据系统的微分方程或O,画出系统直接形式、并联形式、级联形式的模拟图与信号流图；能根据模拟图或信号流图按梅森公式求系统函数H（S）；能根据电路图、模拟图、框图画出相应信号流图。（5）深刻理解系统稳定性的意义及条件。重点：系统函数的定义、物理意义、零极点概念，会求”（S）；系统模拟与信号流图的意义；难点：系统稳定性的意义及条件12 离散系统时域分析（1）深刻理解和掌握离散信号的定义与时域分析，会在时域中求解信号的变换，包括信号的相加、相减、相乘、数乘、差分、累加、卷积和、折叠、移位

8、、展缩、分解等；会用一种形式（序列形式、解析形式、单位序列组合形式、图形形式、表格形式）表示信号。（2）初步学会建立离散系统的数学模型差分方程；会画离散系统的时域模拟图；深刻理解离散系统状态与初始状态（初始条件）的定义与内涵。（3）深刻理解离散线性时不变因果系统的性质，并会应用。（4）会用多种方法（迭代法，转移算子法，等效初始条件法，卷积和法，零输入一零状态法，经典法）求解系统的响应，包括零输入响应（幻，单位响应（幻，阶跃响应g（幻,零状态响应全响应y（Q。深刻理解全响应的三种分解方式及其意义。5 5）了解离散系统稳定性在时域中的充要条件及其稳定性的判定。重点：离散信号的定义与时域分析；离散系

9、统差分方程；离散系统的响应，包括零输入响应，单位响应，阶跃响应，零状态响应，全响应难点：全响应的三种分解方式及其意义8 .离散系统Z域分析（1）深刻理解Z变换的定义，收敛域及基本性质；会根据Z变换的定义和性质求一些常用序列的Z变换；深刻理解Z变换与拉普拉斯变换的关系。（2）正确理解Z变换性质（特别是移序性，Z域惊度变换性，Z域微分、积分性，卷积定理及初、终值定理等）的应用条件。（3）能够用哥级数展开法、部分分式法及留数法求Z反变换。（4）熟练应用Z变换法求离散系统的零输入响应、零状态响应与全响应。（5）深刻理解系统函数”（Z）的定义、物理意义及其零、极点概念，会用多种方法求（Z）。（6）了解H

10、（Z）的性质、（Z）极点分布与单位响应（Z）的关系，会应用（Z）对系统响应、特性进行分析和求解。（7）能够根据S）画出系统模拟图和信号流图：同时能够根据模拟图或信号流图求出系统函数”（Z）。（8）深刻理解因果系统和稳定系统的定义、意义和性质，会根据H（Z）的极点分布或JUry准则判定系统的稳定性。（9）深刻理解离散系统频率特性（e）的定义、物理意义、求法及性质；会计算离散系统的正弦稳态响应。重点及难点：Z变换的定义；利用Z变换分析离散系统；离散系统频率特性的定义、物理意义、求法及性质9 .状态变量法（1） 了解状态变量、状态向量、状态、初始状态、状态空间、状态轨迹、状态方程、输出方程、状态变是

11、法的概念与定义。（2）能根据系统的结构图、微分方程或差分方程、转移G）或（Z）、框图、模拟图、信号流图，正确地选择状态变量，列写出系统的状态方程与输出方程，并写成矩阵形式。（3）能用变换域法（拉氏变换或Z变换）与时域法，求解系统（连续系统或离散系统）的状态方程与输出方程，包括求状态向量的零输入解、零状态解、全解；输出向量的零输入响应、零状态响应、全响应。（4）深刻理解转移矩阵O,S）与单位冲激响应矩阵（f）,力（口的物理意义，能从系统的状态方程与输出方程求解（S）,“,MD,岫）；能根据H（S）,H（Z）写出系统的微分方程或差分方程。（5）深刻理解系统频率的意义，能用两种方法求（从转移”（S）

12、求；从矩阵A的特征根求）系统的自然（固有）频率。三、实验教学内容及基本要求序实验项目实验内容实验类型实验要求学时每组人数备注1常用信号的分类和观察论证必修212信号的基本运算单元论证必修213有源无源滤波器特性设计必修214抽样定理设计选修215信号的合成与分解设计选修21合计8四、教学方法与手段1、讲授为主，实验为辅。使学生掌握信号分析与系统分析的基本理论和原理及其在实际问题中的应用，为工业生产、科学研究中应用打下良好的基础。2、建议使用多媒体教学。3、通过做习题加深对信号分析与系统分析的深入掌握。通过做实验训练加强对理论知识深入理解。五、教学学时分配内容课时作业量备注信号分析的理论基础24傅立叶变换64拉普拉斯变换44Z变换44信号相关分析原理44连续系统的时域分析46连续系统的频域分析46连续系统的复频域分析46离散系统的时域分析46离散系统的Z分析46离散傅立叶变换64系统的状态变量分析法24总计4858六、考核方式与成绩评定标准考试课程：平时成绩占30%,期末考试成绩占70%。七、指定教材及参考书信号与系统郑君里编高教出版社2001年信号与线性系统分析吴大正编高教出版社2004年