信号与系统

课程代码

16011021

课程名称

信号与系统

Analysis   of Signals and Linear Systems

课程性质

《信号与系统》是一门电气工程专业必修的技术基础课程。

学分/学时

3.5学分 / 64学时

开课学期

二（2）

开课单位

电气工程学院

适用专业

电气工程

教学语言

演示文稿、讲解、作业、试卷均采用中文

先修课程

高等数学、电路基础

后续课程

自动控制原理、数字信号处理

教材及参考书

²吴大正等. 信号与线性系统分析. 高等教育出版社，2005.8

²郑君里等。信号与系统。高等教学出版社，2000

²管致中等。信号与线性系统。高等教学出版社，2004

课程简介

《信号与系统》是一门电气类专业的技术基础课程。它的主要内容是研究信号与系统理论的基本概念和基本分析方法，为学生学习专业知识和从事工程技术工作打好扎实的理论基础。通过本课程的学习，使学生掌握信号分析和系统分析的基本方法。为此，在本课程中对基本概念、基本理论及基本分析方法都作了尽可能详尽的阐述，并通过大量的例题和习题来深对理论的掌握和理解。

考核方式

²平时成绩     10%

²期末考试   90%

实验教学

无

专业培养能力

1.工程知识：具有从事电气工程专业所需数学、自然科学以及经济和管理知识；掌握电气工程基础理论和专业知识，具有较系统的工程实践学习经历；了解电气类专业的前沿发展现状和趋势；能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识用于解决复杂工程问题。

2.问题分析：能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂工程问题，以获得有效结论。

4.研究：能够基于科学原理并采用科学方法对复杂工程问题进行研究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合得到合理有效的结论。

12.终身学习：具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。

课程培养学生的能力

1.具有从事电气工程所需的相关数学、自然科学与系统工程知识。(1,2,,12)

掌握扎实的信号分析和系统分析的理论和方法，了解信号与系统理论发展现状和趋势。(1,2,4,12)

2.具有综合运用所学理论和方法分析信号与系统的能力。(1,2,4)

3.具有对于电气工程问题进行系统表达、建立模型、分析求解和论证的能力。(1,2,4)

4.培养学生独立思考、深入钻研问题的习惯，和对问题提出多种解决方案、选择不同计算方法，以及对计算进行简化和举一反三的能力。(2,4,12)

教学内容与

学时分配

1. 信号与系统基本概念 （10学时）

这部分主要学习信号与系统的基本概念以及它们的分类方法，并学习线性时不变系统的特性和分析方法。深入地研究阶跃函数、冲激函数及其性质，它们在LTI系统分析中占有十分重要的地位。

2. 连续系统的时域分析（6学时）

这部分主要学习LTI连续系统的分析方法，即对于给定的激励，根据描述系统响应与激励关系的微分方程求得其响应的方法。在用经典法求解微分方程的基础上，学习零输入响应，特别是零状态响应的求解。在引入系统的冲激响应后，零状态响应等于冲激响应与激励的卷积积分。冲激响应和卷积积分概念的引入，使LTI系统分析更加简捷、明晰，它们在系统理论中有重要作用。

3. 离散系统的时域分析（6学时）

这部分主要学习离散系统的零状态响应。离散系统分析与连续系统分析在许多方面是互相平行的，它们有许多类似之处，学习本章，可以借鉴连续系统的分析，但也要注意它们之间存在的重要差异。在LTI离散系统中，以单位序列为基本信号来分析较复杂的信号，LTI离散系统的零状态响应等于激励与系统的单位序列响应的卷积和。

4. 连续系统的频域分析（10学时）

任意信号可表示为一系列不同频率的正弦函数或虚指数函数之和或积分。这部分主要学习信号如何表示为正弦函数的线性组合，着重学习连续信号的傅里叶分析，研究信号的频域特性，然后学习信号通过LTI系统的零状态响应的求解，即LTI系统的频域分析，最后给出频域分析中具有重要作用的取样定理。

5. 连续系统的S域分析（10学时）

以复指数函数为基本信号，任意信号可分解为众多不同复频率的复指数分量，而LTI系统的零状态响应是输入信号各分量引起响应的积分（拉普拉斯逆变换）。本部分主要学习拉氏变换的基本定义和性质，拉氏逆变换的求法，用拉氏变换求微分方程的解，拉氏变换在电路分析中的应用并导出系统函数，拉氏变换与傅里叶变换的比较。

6. 离散系统的Z域分析（10学时）

在LTI离散系统分析中，Z变换的作用类似于连续系统分析中的拉氏变换，它将描述系统的差分方程变换为代数方程。本部分主要学习Z变换的定义、性质以及它与拉氏变换的联系，在此基础上研究离散时间系统的Z域分析，给出离散系统的系统函数和频率响应的概念，利用Z变换求差分方程的解。

7. 系统函数（2学时）

本课程主要初步介绍系统函数在系统分析中应用，即连续或离散系统函数的零极点分布、系统函数与时域响应、系统函数与频域响应。

教学方法

课程教学以课堂教学、课外作业、课堂练习、综合讨论等方式实施。

课程的教学将充分利用多媒体技术制作丰富多彩的教学和辅导材料，调动学习积极性，提高教学效率。

本课程的学习要求分为三个层次。即掌握、理解和了解。掌握是指对教学内容理解透彻。能熟练运用知识解决实际问题；理解是指对教学内容清楚，具有分析、计算问题的能力；了解是指对教学内容具有基本知识，为今后进一步学习打下良好的基础。

制定人

及发布时间

张金望，高丙团，窦晓波，2015年 5月 15日