武大珞珈學(xué)院計(jì)算機(jī)系課程教學(xué)任務(wù)書_第1頁
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PAGEPAGE2武漢大學(xué)晴川學(xué)院《信號與系統(tǒng)分析》課程教學(xué)大綱課程中文名稱:《信號與系統(tǒng)分析》課程英文名稱:(SignalsandSystems)課程類別:必修課程學(xué)分?jǐn)?shù):3個(gè)學(xué)分課程學(xué)時(shí)數(shù):48學(xué)時(shí)授課對象:電氣工程及其自動(dòng)化本科學(xué)生、電氣工程及智能控制本科學(xué)生本課程的先修課程:《高等數(shù)學(xué)》、《電路》、《復(fù)變函數(shù)》本課程的后續(xù)課程:《電力系統(tǒng)通信技術(shù)一、教學(xué)目的《信號與系統(tǒng)分析》是電類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎(chǔ)課程。它的任務(wù)是研究信號和線性非時(shí)變系統(tǒng)的基本理論和基本分析方法,要求掌握最基本的信號變換理論,并掌握線性非時(shí)變系統(tǒng)的分析方法,為學(xué)習(xí)后續(xù)課程,以及從事相關(guān)領(lǐng)域的工程技術(shù)和科學(xué)研究工作奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。通過本課程的學(xué)習(xí),學(xué)生將理解信號的函數(shù)表示與系統(tǒng)分析方法,掌握連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)和離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析和頻域分析,連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析和離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析,以及狀態(tài)方程與狀態(tài)變量分析法等相關(guān)內(nèi)容。通過上機(jī)實(shí)驗(yàn),使學(xué)生掌握利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信號與系統(tǒng)分析的基本方法,加深對信號與線性非時(shí)變系統(tǒng)的基本理論的理解,訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)實(shí)驗(yàn)方法,提高分析和解決實(shí)際問題的能力。二、教學(xué)要求信號的函數(shù)表示與系統(tǒng)分析方法掌握信號與系統(tǒng)的基本概念。理解信號的分類及其基本運(yùn)算,掌握信號的函數(shù)表示與圖形表示,掌握典型的連續(xù)信號和奇異信號。理解離散信號的定義、特性及其各種運(yùn)算與變換,掌握序列的表示方法及常用序列。理解線性時(shí)不變和線性非移變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型及其分類,理解系統(tǒng)的各種性質(zhì),理解系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性的含義。掌握線性系統(tǒng)的模擬和方框圖表示。線性時(shí)不變系統(tǒng)和線性非移變系統(tǒng)的時(shí)域分析了解連續(xù)系統(tǒng)的輸入輸出微分方程的建立方法。掌握常系數(shù)線性微分方程的時(shí)域求解方法,理解特征多項(xiàng)式、特征方程和特征根(固有頻率)的意義。理解系統(tǒng)的全響應(yīng)可以分解為:零輸入響應(yīng)與零狀態(tài)響應(yīng);自由響應(yīng)與強(qiáng)迫響應(yīng);暫態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)。理解單位沖激響應(yīng)的意義。理解卷積積分的意義、運(yùn)算規(guī)律及其性質(zhì),掌握求解方法。了解常系數(shù)差分方程的時(shí)域求解方法,掌握離散系統(tǒng)各種響應(yīng)(尤其是單位取樣響應(yīng))的意義及其全響應(yīng)的分解方式。理解卷積和的定義、運(yùn)算規(guī)律及其性質(zhì),掌握求解方法。連續(xù)信號的傅立葉分析了解函數(shù)正交的條件和完備正交函數(shù)集的概念。理解傅立葉級數(shù)的定義,掌握典型周期信號的頻譜,理解周期信號頻譜的特點(diǎn)。掌握和理解傅立葉變換的定義、性質(zhì),能夠據(jù)此求周期與非周期信號的頻譜、頻譜寬度,了解信號頻譜與頻譜寬度的含義。掌握傅立葉反變換的求解方法。理解抽樣定理,掌握抽樣信號的頻譜及其求解。連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析理解線性非時(shí)變系統(tǒng)頻率響應(yīng)的定義、物理意義,掌握其求解方法及其應(yīng)用。掌握系統(tǒng)對激勵(lì)信號的響應(yīng)的頻域求解方法,理解信號通過系統(tǒng)傳輸后產(chǎn)生的現(xiàn)象。了解信號無失真?zhèn)鬏數(shù)臈l件。掌握理想低通濾波器的定義、傳輸特性(沖激響應(yīng)與階躍響應(yīng))及其上升時(shí)間的意義。掌握調(diào)制與解調(diào)的基本原理與應(yīng)用。離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析理解離散時(shí)間系統(tǒng)頻率響應(yīng)的定義,掌握其計(jì)算方法。理解離散時(shí)間傅立葉變換的定義及其性質(zhì),掌握常用非周期序列的傅立葉變換及其頻譜。掌握離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析方法。拉普拉斯變換掌握拉氏變換的定義、收斂域及其基本性質(zhì)。理解拉氏變換的性質(zhì)(特別是時(shí)移、頻移、時(shí)域微分、頻域微分、初值定理和終值定理等性質(zhì))的應(yīng)用條件。掌握利用拉氏變換的定義和性質(zhì)求拉氏變換的方法。掌握利用部分分式法及留數(shù)法求象函數(shù)的拉氏反變換的方法。掌握系統(tǒng)的拉普拉斯變換分析方法,能夠利用拉氏變換求線性非時(shí)變系統(tǒng)的響應(yīng)。連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析理解系統(tǒng)函數(shù)的定義、物理意義和零極點(diǎn)概念。理解系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布與時(shí)域特性之間的關(guān)系。掌握利用系統(tǒng)函數(shù)零極點(diǎn)分布確定頻率特性的方法。掌握利用系統(tǒng)函數(shù)求各種響應(yīng)的方法,包括單位沖激響應(yīng)、自由響應(yīng)與強(qiáng)迫響應(yīng)、暫態(tài)響應(yīng)與穩(wěn)態(tài)響應(yīng)、正弦穩(wěn)態(tài)響應(yīng)等等。理解系統(tǒng)穩(wěn)定性的意義,掌握利用收斂域判定系統(tǒng)的穩(wěn)定性。離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析掌握和理解Z變換的定義、收斂域及其基本性質(zhì),理解Z變換各種性質(zhì)的應(yīng)用條件,理解Z變換與拉氏變換的關(guān)系。掌握常用序列的Z變換,能夠利用Z變換的定義和性質(zhì)求序列的Z變換。了解利用冪級數(shù)展開法和留數(shù)法求Z反變換的方法,掌握用部分分式法求Z反變換的方法。理解系統(tǒng)函數(shù)的定義、物理意義及其零極點(diǎn)的概念,掌握其求解方法。理解系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布與單位取樣響應(yīng)的關(guān)系,能夠利用系統(tǒng)函數(shù)對系統(tǒng)特性進(jìn)行分析和求解響應(yīng)。理解離散因果系統(tǒng)和穩(wěn)定系統(tǒng)的定義、意義和性質(zhì),能夠進(jìn)行系統(tǒng)穩(wěn)定性的判別。三、課程內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配主要內(nèi)容:學(xué)時(shí)分配表課堂教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配實(shí)驗(yàn)內(nèi)容學(xué)時(shí)分配1.信號的函數(shù)表示與系統(tǒng)分析方法42.線性時(shí)不變系統(tǒng)和線性非移變系統(tǒng)的時(shí)域分析83.連續(xù)信號的傅立葉分析84.連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析45.離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析46.拉普拉斯變換47.連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析88.離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析8總計(jì)48四、教材及主要教學(xué)參考書(黑體五號)教材:《信號與系統(tǒng)分析》第二版,宗偉編,中國電力出版社,2007參考書:[1]《信號與系統(tǒng)》,胡光銳編,上海交通大學(xué)出版社,1996[2]《信號與系統(tǒng)》第二版,鄭君里編,高教出版社,2000[3]《信號與系統(tǒng)基礎(chǔ)——應(yīng)用Web和MATLAB》第二版,EdwardW.Kaman,Bonnnie

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