力學(xué)專業(yè)教學(xué)大綱《信號(hào)與系統(tǒng)》教學(xué)大綱2017版

《信號(hào)與系統(tǒng)》課程教學(xué)大綱課程代碼：110031112課程英文名稱：SignalsandSystems課程總學(xué)時(shí)：48講課：40實(shí)驗(yàn)：8上機(jī)：0適用專業(yè)：探測制導(dǎo)與控制技術(shù)大綱編寫（修訂）時(shí)間：2017.10 一、大綱使用說明（一）課程的地位及教學(xué)目標(biāo)《信號(hào)與系統(tǒng)》是一門重要的學(xué)科基礎(chǔ)課程，是聯(lián)系基礎(chǔ)理論與專業(yè)技術(shù)知識(shí)的重要專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課。本課程是繼電路理論基礎(chǔ)課之后的深入研究線性非時(shí)變電路系統(tǒng)的課程，為探測制導(dǎo)與控制技術(shù)專業(yè)和信息對抗技術(shù)專業(yè)的學(xué)生提供信號(hào)與線性系統(tǒng)的基本概念，以及信號(hào)通過線性系統(tǒng)的一系列分析與計(jì)算方法，為該專業(yè)后續(xù)課程的學(xué)習(xí)建立必要的概念和理論基礎(chǔ)。（二）知識(shí)、能力及技能方面的基本要求通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生了解信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念，掌握信號(hào)與線性系統(tǒng)在時(shí)域和變換域上分析的基本理論和基本方法，理解傅立葉變換、拉普拉斯變換及Z變換的基本內(nèi)容、性質(zhì)與應(yīng)用，特別要建立信號(hào)與線性系統(tǒng)的頻域分析的概念及系統(tǒng)函數(shù)的概念,并對這些理論與方法在工程中的某些應(yīng)用有初步了解，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)研究信號(hào)處理與信號(hào)檢測等學(xué)科內(nèi)容打下必要的基礎(chǔ)。（三）實(shí)施說明理論性和系統(tǒng)性是《信號(hào)與系統(tǒng)》課程的兩大特點(diǎn)。該課程講授過程中，需要把深?yuàn)W的數(shù)學(xué)理論和應(yīng)用信息技術(shù)進(jìn)行深入融合，系統(tǒng)對比式的講解將會(huì)提高學(xué)生對該課程的理解與掌握。本課程著重講授信號(hào)分析與線性時(shí)不變系統(tǒng)分析的基本概念和基本方法，以求系統(tǒng)響應(yīng)為主要線索，按照先時(shí)域后變換域，先連續(xù)后離散的順序進(jìn)行，力求做到循序漸進(jìn)。講授各種分析方法時(shí)，盡量避免枯燥繁瑣的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，著重闡明其包含的物理意義，注意多舉具體應(yīng)用的例子，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。（四）對先修課的要求本課程先修課程：高等數(shù)學(xué)、電路和復(fù)變函數(shù)與積分變換。（五）對習(xí)題課、實(shí)踐環(huán)節(jié)的要求1.習(xí)題是幫助學(xué)生理解基本理論，掌握基本分析方法并學(xué)習(xí)運(yùn)用理論處理實(shí)際問題的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。本課程理論性較強(qiáng)，課程的每一部分內(nèi)容均安排一定數(shù)量的習(xí)題課與理論知識(shí)相配合。習(xí)題要少而精，內(nèi)容要多樣化。其內(nèi)容必須包括基本概念、基本理論及基本系統(tǒng)分析等方面的內(nèi)容，要能起到鞏固理論，掌握計(jì)算方法和技巧，提高分析問題、解決問題能力，對習(xí)題中的重點(diǎn)、難點(diǎn)，課上應(yīng)做必要的提示，并適當(dāng)安排課內(nèi)講評(píng)習(xí)題。2．安排實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)成績作為課程考核成績的一部分。（六）課程考核方式1．考核方式：考試2．考核目標(biāo)：在考核學(xué)生對信號(hào)與系統(tǒng)基本知識(shí)、基本原理和方法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)考核學(xué)生的連續(xù)系統(tǒng)和離散系統(tǒng)時(shí)頻域分析能力。3．成績構(gòu)成：本課程的總成績擬由以下幾部分組成：平時(shí)成績占20%，實(shí)驗(yàn)成績占10%，期末考試成績占70%。（七）參考書目《信號(hào)與系統(tǒng)》，王景芳等編，清華大學(xué)出版社，2010《信號(hào)與系統(tǒng)》，鄭君里等編，高等教育出版社，2000《<信號(hào)與系統(tǒng)>學(xué)習(xí)指導(dǎo)》，陳生潭等編，西安電子科技大學(xué)出版社，2004二、中文摘要本課程主要講述信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念、典型連續(xù)信號(hào)和離散信號(hào)、線性時(shí)不變系統(tǒng)、信號(hào)與線性系統(tǒng)的時(shí)域和變換域分析的方法，目的是培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用頻域方法解決和處理實(shí)際問題的思維方法與基本能力，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)以及相關(guān)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等奠定重要的理論基礎(chǔ)。三、課程學(xué)時(shí)分配表序號(hào)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)講課實(shí)驗(yàn)上機(jī)1信號(hào)與系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)441.1信號(hào)與系統(tǒng)概論11.2信號(hào)和系統(tǒng)分類32連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析11742.1連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析132.2連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析243傅里葉變換、系統(tǒng)的頻域分析141043.1傅里葉變換123.2傅里葉變換223.3系統(tǒng)的頻域分析43.4系統(tǒng)的頻域分析224拉普拉斯變換、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析884.1拉普拉斯變換44.2連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析45離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析335.1離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析115.2離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析226Z變換、離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析886.1Z變換126.2Z變換226.3離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析4合計(jì)48408四、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第1部分信號(hào)與系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):4講課:4實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0第1.1部分信號(hào)與系統(tǒng)概論（講課1學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1) 明確本課程的內(nèi)容、性質(zhì)和任務(wù)；2) 掌握信號(hào)的基本概念；3) 掌握與系統(tǒng)的基本概念；第1.2部分信號(hào)和系統(tǒng)分類（講課3學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1) 掌握信號(hào)的分類；2) 掌握基本連續(xù)時(shí)間信號(hào)；3) 掌握連續(xù)時(shí)間信號(hào)的時(shí)域運(yùn)算；3) 掌握系統(tǒng)的分類和模型；4) 掌握線性時(shí)不變系統(tǒng)；重點(diǎn):信號(hào)運(yùn)算；階躍信號(hào)和沖激信號(hào)；系統(tǒng)的模型；線性時(shí)不變系統(tǒng)難點(diǎn):信號(hào)的運(yùn)算；階躍信號(hào)和沖激信號(hào)的定義及性質(zhì)習(xí)題:連續(xù)時(shí)間信號(hào)時(shí)域運(yùn)算；階躍信號(hào)和沖激信號(hào)的性質(zhì)第2部分連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):7講課:7實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0第2.1部分連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析1（講課3學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1) 掌握連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的微分方程的描述及求解；2) 掌握起始點(diǎn)的跳變；3) 掌握沖激函數(shù)匹配法；4) 掌握連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的零輸入、零狀態(tài)、單位沖激、單位階躍響應(yīng)；重點(diǎn):連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)各種響應(yīng)的求解難點(diǎn):連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)單位沖激響應(yīng)的求解習(xí)題:連續(xù)線性時(shí)不變系統(tǒng)的性質(zhì)及應(yīng)用；單位沖激響應(yīng)的求解第2.2部分連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析2（講課4學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1) 掌握卷積積分的性質(zhì)及解法；2) 掌握卷積積分求零狀態(tài)響應(yīng)；3) 掌握用單位沖激響應(yīng)表征連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的性質(zhì)；重點(diǎn):卷積積分的性質(zhì)及應(yīng)用難點(diǎn):用卷積積分來求解系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)習(xí)題:卷積求解性質(zhì)及應(yīng)用實(shí)驗(yàn):連續(xù)系統(tǒng)響應(yīng)實(shí)驗(yàn)。（4學(xué)時(shí)）第3部分傅里葉變換、系統(tǒng)的頻域分析總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):10講課:10實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0第3.1部分傅里葉變換1（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1) 掌握正交函數(shù)，連續(xù)周期時(shí)間信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)及其性質(zhì)；2) 掌握波形對稱性與傅里葉系數(shù)，周期信號(hào)的頻譜；3) 掌握典型連續(xù)非周期時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換；重點(diǎn):沖激函數(shù)和階躍函數(shù)的傅里葉變換第3.2部分傅里葉變換2（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1)掌握傅里葉變換和傅里葉級(jí)數(shù)的關(guān)系；2) 掌握傅里葉變換的性質(zhì)及其應(yīng)用；3) 掌握信號(hào)的功率譜與能量譜，卷積定理；4) 掌握周期信號(hào)的傅里葉變換；5) 掌握抽樣信號(hào)的傅里葉變換，抽樣定理；重點(diǎn):傅里葉變換的基本性質(zhì)；卷積定理；抽樣定理難點(diǎn):抽樣定理習(xí)題:傅里葉正、逆變換的性質(zhì)及應(yīng)用；求解連續(xù)時(shí)間信號(hào)的頻譜；抽樣定理及奈奎斯特頻率求解第3.3部分系統(tǒng)的頻域分析1（講課4學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1) 掌握連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的傅里葉變換分析法；2) 掌握連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的無失真?zhèn)鬏敚?) 掌握理想濾波器；重點(diǎn):連續(xù)系統(tǒng)的無失真?zhèn)鬏敆l件第3.4部分系統(tǒng)的頻域分析2（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1) 了解離散時(shí)間傅里葉變換；2) 了解離散時(shí)間系統(tǒng)的傅里葉變換分析法；實(shí)驗(yàn):傅里葉變換及抽樣定理實(shí)驗(yàn)。（4學(xué)時(shí)）第4部分拉普拉斯變換、連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):8講課:8實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0第4.1部分拉普拉斯變換（講課4學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1) 掌握拉普拉斯變換及其收斂域；2) 掌握常用拉普拉斯變換對；3) 掌握拉普拉斯逆變換；4) 掌握單邊拉氏變換及其性質(zhì)；重點(diǎn):拉普拉斯正、逆變換及收斂域難點(diǎn):拉普拉斯變換及其收斂域；拉普拉斯逆變換習(xí)題:拉普拉斯正、逆變換的性質(zhì)及應(yīng)用第4.2部分連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析（講課4學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1)掌握連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析法；2) 掌握連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)及其零、極點(diǎn)分布與系統(tǒng)特性的關(guān)系；3)掌握連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性；重點(diǎn):連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析法；連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)；初、終值定理；連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的穩(wěn)定性難點(diǎn):系統(tǒng)的S域分析法習(xí)題:初終值定理的應(yīng)用；連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析第5部分離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):3講課:3實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0第5.1部分離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析1（講課1學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1) 掌握基本離散時(shí)間序列；2) 掌握離散時(shí)間系統(tǒng)差分方程的描述及求解；重點(diǎn):單位樣值序列和單位階躍序列的定義及其與階躍函數(shù)和沖激函數(shù)的區(qū)別第5.2部分離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析2（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容：1)掌握單位樣值響應(yīng)；2) 掌握卷積和；3) 掌握用單位樣值響應(yīng)表征離散時(shí)間系統(tǒng)的性質(zhì)；重點(diǎn):離散時(shí)間系統(tǒng)單位樣值響應(yīng)的求解；卷積和難點(diǎn):離散時(shí)間系統(tǒng)的單位樣值響應(yīng)的求解習(xí)題:求解離散時(shí)間系統(tǒng)單位樣值響應(yīng)第6部分Z變換、離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析總學(xué)時(shí)(單位：學(xué)時(shí)):8講課:8實(shí)驗(yàn):0上機(jī):0第6.1部分Z變換1（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1)掌握Z變換及其收斂域；2) 掌握常用Z變換對；3) 掌握逆Z變換；重點(diǎn):正、逆Z變換及其收斂域第6.2部分Z變換2（講課2學(xué)時(shí)）具體內(nèi)容:1)掌握Z變換的性質(zhì)；2) 掌握Z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系；重點(diǎn):