信号与系统（MATLAB版 微课视频版 第2版） 课件 0绪论

信号与系统绪论绪论本课程的特点本课程的地位1.学科基础课，学位课，核心课

2.承上启下的技术基础课。通过本课程的学习，为进一步学习信号处理、网络理论、通信理论、控制理论等课程打下良好的基础。本课程的任务研究信号与系统及其内在联系的一门课程。严格的数学理论,现代技术的实践背景。1.历史回顾★电子出版、新闻传媒、影视制作信息科学已渗透到所有现代自然科学和社会科学领域★工业监控、生产调度、质量分析、资源遥感、地震预报、人工智能、高效农业、交通监控★宇宙探测、军事侦察、武器技术、安全报警、指挥系统★经济预测、财务统计、市场信息、股市分析★远程教育、远程医疗、远程会议★虚拟仪器、虚拟手术在电子信息、通信、自控、微电子和计算机等领域中，经过200多年的发展历程，涌现出了无数科学发现和技术发明。麦克斯韦提出电磁波理论（1864年）傅里叶建立信号分析理论（1822年）拉普拉斯建立变换分析理论（1802年）香农创立信息论（1948年）贝塔朗菲创立系统论（1948年）维纳创立控制论（1948年）马可尼与无线电莫尔斯与电报贝尔与电话第一台计算机与今天的微型电脑半导体材料与基尔比发明集成电路早期的电视、广播与现代通信光纤光电子器件的诞生，开创了光通信的新时代空间技术人体断层扫描图像电的广泛应用★

网络工程领域★

通信领域★自动控制领域★

信号分析与处理领域★

生物医学工程领域★

电气工程领域★

计算机技术领域2.应用领域⑴本课程主要研究内容▲确定性信号的时域和频域分析▲线性时不变系统的描述与特性▲信号通过线性时不变系统的时域分析与变换域分析目的☆牢固掌握信号与系统的时域、变换域分析的基本原理和基本方法☆理解傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换的数学概念、物理概念与工程概念☆掌握利用信号与系统的基本理论与方法分析和解决实际问题的基本方法3.本课程的研究内容及性质⑶课程采用先连续后离散的布局安排，先集中精力学好连续信号与系统分析的内容，再通过类比理解离散信号与系统分析的概念。状态分析方法也结合两大块给出，从而建立完整的信号与系统的概念。

⑵概念：信号分解和系统分析连续信号分解为不同的基本信号，对应推导出线性系统的分析方法分别为：时域分析、频域分析和复频域分析离散信号分解和系统分析也是类似的过程3.本课程的研究内容及性质⑷信号与系统课程是一门实践性较强的课程信号与系统实验教学定位于基础性的实验教学，专业必修课，独立设课。实验课程的教学目标▲加深对信号与系统课程教学内容的理解，从实践上验证所学的理论知识。▲培养学生的实际动手能力、分析问题与解决问题能力，为后继课程的学习以及课程设计、毕业设计打下坚实的实践基础。3.本课程的研究内容及性质实验教学的基本要求☆正确且熟练地使用实验所需各种电子仪器☆掌握使用电子元器件构建典型的电网络的基本技能，及其测试与分析技术☆正确处理实验数据、进行误差分析的能力☆能独立写出理论分析完善、文理通顺、字迹工整的实验报告☆实事求是地进行科学实验的严谨学风3.本课程的研究内容及性质⑴信号分析信号的描述、运算、特性以及信号发生某些变化时其特性的相应变化。目的：揭示信号自身的特性，例如确定信号的时域特性与频域特性，随机信号的统计特性等。主要途径：研究信号的分解。即将一般信号分解成众多基本信号单元的线性组合，通过研究这些基本信号单元在时域或变换域的分布规律来达到了解信号特性的目的。信号的分析方法有时域方法、频域方法和复频域方法。4.信号与系统的研究方法信号的时域分析采用单位冲激信号或单位脉冲序列作为基本信号，将连续时间信号表示为的加权积分，将离散时间信号表示为的加权和，它们分别是一种特殊的卷积积分运算与卷积和运算。这里，通过基本信号单元的加权值随变量t或n的变化直接表征信号的时域特性。采用虚指数信号或作为基本信号，将连续时间表示为的加权积分，将离散时间信号表示为的加权和。这就导致了傅里叶分析的理论和方法。这里，通过各基本信号的单元振幅（或振幅密度）、相位随频率的变化（即信号的频谱）来反映信号的频域特性。信号的频域分析4.信号与系统的研究方法采用复指数信号或作为基本信号，将连续时间信号表示为的加权积分，将离散时间信号表示为的加权和，相应导出了拉普拉斯变换与Z变换的理论和方法。信号的复频域分析4.信号与系统的研究方法⑵系统分析任务：分析给定系统在激励作用下产生的响应。分析过程包括建立系统模型；用数学方法求解由系统模型建立的系统方程，求得系统的响应。对求解结果给出物理解释，赋予一定的物理意义。LTI系统：由输入—输出模型建立的系统方程是一个线性常系数的微分方程或差分方程，它只着眼于系统激励与响应之间的关系，并不关心系统内部变量的情况，多用于单输入单输出系统。4.信号与系统的研究方法由状态空间模型建立的状态方程是一阶线性微分方程或差分方程组，输出方程是一组代数方程，它不仅可以给出系统的响应，而且提供系统内部各变量的情况，多用于多输入多输出系统的分析。分析LTI系统的基本思想先将激励信号分解为众多基本信号单元的线性组合，求出各基本信号单元通过系统后产生的响应分量，再将这些响应分量叠加起来得到系统在激励信号作用下的输出响应。系统分析有时域分析法、频域分析法和复频域分析法。4.信号与系统的研究方法本课程按照：先输入—输出描述后状态变量描述先连续后离散先时间域后变换域研究线性时不变系统的基本分析方法，并结合实例介绍其简单应用。

4.信号与系统的研究方法信号系统响应绪论f(t)h(t)y(t)时域频域

F(s)H(s)y(s)复频域F(z)H(z)y(z)离散[F][A][X]状态5.分析主线⑴信号与系统（上、下册）（高教出版社，第二版，郑君里）⑵信号与系统(西交大，第二版，奥本海姆著、刘树棠译）⑶信号与线性系统分析(高教出版社,第三版,吴大正)⑷信号与线性系统（高教出版社，第四版，管致中）⑸信号与系统（西电出版社，第二版，陈生潭）6.参考文献⑴着重掌握信号与系统分析的物理含义，将数学概念、物理概念、及其工程概念