《信號與系統(tǒng)》課程教學大綱

1、信號與系統(tǒng)Signal and system一、課程基本情況課程類別：專業(yè)主干課課程學分： 3 學分課程總學時： 48 學時，其中講課：40 學時，實驗（含上機）：8 學時，課外 0 學時課程性質(zhì)：必修開課學期：第4學期先修課程：高等數(shù)學、電路分析基礎(chǔ)適用專業(yè)： 物聯(lián)網(wǎng)工程教 材：甘俊英主編，信號與系統(tǒng)，清華大學出版社，2011年出版等。開課單位：計算機與軟件學院物聯(lián)網(wǎng)工程系課程性質(zhì)、教學目標和任務(wù)本課程是為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)開設(shè)的一門專業(yè)核心課程。 本課程主要討論信號的分析方法以及線性非時變系統(tǒng)對信號的各種求解方法，此外，通過一定的實例分析，向?qū)W生介紹一些工程應(yīng)用中非常重要的概念、理論和方法。通過本

2、門課程的學習，學生應(yīng)該能夠掌握信號分析的基本理論和方法，線性非時變系統(tǒng)的各種描述方法，線性非時變系統(tǒng)的時域和頻域分析方法，有關(guān)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、頻響、因果性等工程應(yīng)用中的一些重要結(jié)論。同時，通過這門課程的學習，學生分析問題和利用所學知識解決問題的能力也應(yīng)該在原來的基礎(chǔ)上有所提高。通過本課程的學習，可以為學生今后進一步學習數(shù)字信號處理、網(wǎng)絡(luò)理論、控制理論等課程打下良好的基礎(chǔ)。本課程是電子信息類本科生的一門必修主干課程，對學生的后續(xù)課程的學習有著至關(guān)重要的作用。教學內(nèi)容和要求第一章 信號與系統(tǒng)的基本概念(4學時)1.1信號與系統(tǒng)的定義1.2信號的分類與描述1.3常用連續(xù)時間信號1.4階躍信號與沖激信號

3、1.5連續(xù)時間信號的基本運算1.6信號的分解1.7系統(tǒng)的模型及分類1.8線性時不變系統(tǒng)的基本特性了解系統(tǒng)的模型、分類和線性時不變系統(tǒng)的基本特性，了解信號的分解、連續(xù)時間信號的基本運算，熟悉信號的分類、表達式和圖像。重點：信號的分類、表達式和圖像。難點：信號的分類、表達式和圖像。連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的時域分析(6學時)2.1引言2.2連續(xù)LTI系統(tǒng)微分方程模型的建立和分解2.3沖激響應(yīng)和階躍響應(yīng)2.4卷積積分及其應(yīng)用了解連續(xù)LTI系統(tǒng)微分方程模型的建立和求解、沖擊響應(yīng)和階躍響應(yīng)、卷積分的定義，熟悉連續(xù)LTI系統(tǒng)微分方程的經(jīng)典解法、卷積求系統(tǒng)零狀態(tài)響應(yīng)，掌握卷積運算的圖解法和性質(zhì)。重點：連續(xù)LTI系

4、統(tǒng)微分方程的經(jīng)典解法。難點：卷積運算的圖解法和性質(zhì)。離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析(6學時)3.1引言3.2離散時間信號3.3離散時間系統(tǒng)3.4離散LTI系統(tǒng)常系數(shù)差分方程的求解3.5卷積和與解卷積了解離散時間信號的描述方法、基本運算，掌握離散時間系統(tǒng)的描述、離散LTI系統(tǒng)常系數(shù)差分方程的求解，熟悉卷積和、解卷積。重點：離散時間系統(tǒng)的描述、離散LTI系統(tǒng)常系數(shù)差分方程的求解。難點：卷積和、解卷積。連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的傅里葉分析(6學時)4.1引言4.2周期信號的傅里葉級數(shù)4.3傅里葉變換4.4傅里葉變換的基本性質(zhì)4.5周期信號的傅里葉變換4.6連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析4.7連續(xù)時間信號的抽樣及重建

5、了解周期信號的傅里葉級數(shù)展開、傅里葉變換定義和常用信號的傅里葉變換，熟悉傅里葉變換的基本性質(zhì)，了解復指數(shù)信號、正余弦信號、一般周期信號的傅里葉變換、信號抽樣過程，掌握系統(tǒng)頻域分析、連續(xù)時間信號的重建。重點：傅里葉變換的基本性質(zhì)。難點：系統(tǒng)頻域分析、連續(xù)時間信號的重建。連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的復頻域分析(8學時)5.1引言5.2拉普拉斯變換5.3拉普拉斯變換的性質(zhì)5.4拉普拉斯反變換5.5連續(xù)時間系統(tǒng)的復頻域分析5.6系統(tǒng)函數(shù)5.7系統(tǒng)函數(shù)的零極點分析5.8系統(tǒng)模型了解常系數(shù)線性微分方程的復頻域求解法，熟悉單邊拉普拉斯變換及其收斂域、典型信號的拉普拉斯變換、系統(tǒng)函數(shù)零極點與沖激響應(yīng)模式的關(guān)系、系統(tǒng)函

6、數(shù)零極點與系統(tǒng)的穩(wěn)定性，掌握從傅里葉變換到拉普拉斯變換、拉普拉斯變換的性質(zhì)，初值定理，終值定理。重點：單邊拉普拉斯變換及其收斂域、典型信號的拉普拉斯變換、系統(tǒng)函數(shù)零極點與沖激響應(yīng)模式的關(guān)系、系統(tǒng)函數(shù)零極點與系統(tǒng)的穩(wěn)定性。難點：從傅里葉變換到拉普拉斯變換、拉普拉斯變換的性質(zhì)，初值定理，終值定理。離散時間信號與系統(tǒng)的z域分析(6學時)6.1引言6.2Z變換6.3Z反變換6.4Z變換的性質(zhì)和定理6.5離散時間信號的傅里葉變換6.6離散時間系統(tǒng)的z域分析了解變換和收斂域、常用序列的變換、z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系、變換的性質(zhì)和定理、周期序列的傅里葉變換與離散傅里葉變換、DTFT,DFT與變換的關(guān)系，熟

7、悉離散時間信號傅里葉變換的定義和性質(zhì)、離散時間系統(tǒng)函數(shù)及系統(tǒng)特性、差分方程的變換求解法，熟練掌握冪級數(shù)法、部分分式展開法、留數(shù)定理法。重點：離散時間信號傅里葉變換的定義和性質(zhì)、離散時間系統(tǒng)函數(shù)及系統(tǒng)特性、差分方程的變換求解法。難點：冪級數(shù)法、部分分式展開法、留數(shù)定理法。系統(tǒng)狀態(tài)變量分析(4學時)7.1引言7.2連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立7.3連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解7.4離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立7.5離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解了解連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的一般形式、離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的一般形式和建立，掌握由電路圖，信號流圖，系統(tǒng)函數(shù)，微分方程建立狀態(tài)方程、連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的時域求解、變換域求解、離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的時域求解法。重點：由電路圖，信號流圖，系統(tǒng)函數(shù)，微分方程建立狀態(tài)方程。難點：連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的時域求解、變換域求解、離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的時域求解法。四、課程考核（1）作業(yè)等：作業(yè)：5次，課程論文： 0 篇；（2）考核方式：閉卷考試（3）總評成績計算方式：總評成績=平時成績10%+期中成績20%+期末考試成績70%五、參考書目（1）鄭君