力学专业教学大纲《信号与系统》教学大纲2017版

《信号与系统》课程教学大纲课程代码：110031112课程英文名称：SignalsandSystems课程总学时：48讲课：40实验：8上机：0适用专业：探测制导与控制技术大纲编写（修订）时间：2017.10 一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标《信号与系统》是一门重要的学科基础课程，是联系基础理论与专业技术知识的重要专业技术基础课。本课程是继电路理论基础课之后的深入研究线性非时变电路系统的课程，为探测制导与控制技术专业和信息对抗技术专业的学生提供信号与线性系统的基本概念，以及信号通过线性系统的一系列分析与计算方法，为该专业后续课程的学习建立必要的概念和理论基础。（二）知识、能力及技能方面的基本要求通过本课程的学习使学生了解信号与系统的基本概念，掌握信号与线性系统在时域和变换域上分析的基本理论和基本方法，理解傅立叶变换、拉普拉斯变换及Z变换的基本内容、性质与应用，特别要建立信号与线性系统的频域分析的概念及系统函数的概念,并对这些理论与方法在工程中的某些应用有初步了解，为进一步学习研究信号处理与信号检测等学科内容打下必要的基础。（三）实施说明理论性和系统性是《信号与系统》课程的两大特点。该课程讲授过程中，需要把深奥的数学理论和应用信息技术进行深入融合，系统对比式的讲解将会提高学生对该课程的理解与掌握。本课程着重讲授信号分析与线性时不变系统分析的基本概念和基本方法，以求系统响应为主要线索，按照先时域后变换域，先连续后离散的顺序进行，力求做到循序渐进。讲授各种分析方法时，尽量避免枯燥繁琐的数学推导，着重阐明其包含的物理意义，注意多举具体应用的例子，提高学生的学习兴趣，增强学习效果。（四）对先修课的要求本课程先修课程：高等数学、电路和复变函数与积分变换。（五）对习题课、实践环节的要求1.习题是帮助学生理解基本理论，掌握基本分析方法并学习运用理论处理实际问题的一个重要环节。本课程理论性较强，课程的每一部分内容均安排一定数量的习题课与理论知识相配合。习题要少而精，内容要多样化。其内容必须包括基本概念、基本理论及基本系统分析等方面的内容，要能起到巩固理论，掌握计算方法和技巧，提高分析问题、解决问题能力，对习题中的重点、难点，课上应做必要的提示，并适当安排课内讲评习题。2．安排实验，实验成绩作为课程考核成绩的一部分。（六）课程考核方式1．考核方式：考试2．考核目标：在考核学生对信号与系统基本知识、基本原理和方法的基础上，重点考核学生的连续系统和离散系统时频域分析能力。3．成绩构成：本课程的总成绩拟由以下几部分组成：平时成绩占20%，实验成绩占10%，期末考试成绩占70%。（七）参考书目《信号与系统》，王景芳等编，清华大学出版社，2010《信号与系统》，郑君里等编，高等教育出版社，2000《<信号与系统>学习指导》，陈生潭等编，西安电子科技大学出版社，2004二、中文摘要本课程主要讲述信号与系统的基本概念、典型连续信号和离散信号、线性时不变系统、信号与线性系统的时域和变换域分析的方法，目的是培养学生应用频域方法解决和处理实际问题的思维方法与基本能力，为后续课程的学习以及相关课程设计、毕业设计等奠定重要的理论基础。三、课程学时分配表序号教学内容学时讲课实验上机1信号与系统的基础知识441.1信号与系统概论11.2信号和系统分类32连续时间系统的时域分析11742.1连续时间系统的时域分析132.2连续时间系统的时域分析243傅里叶变换、系统的频域分析141043.1傅里叶变换123.2傅里叶变换223.3系统的频域分析43.4系统的频域分析224拉普拉斯变换、连续时间系统的S域分析884.1拉普拉斯变换44.2连续时间系统的S域分析45离散时间系统的时域分析335.1离散时间系统的时域分析115.2离散时间系统的时域分析226Z变换、离散时间系统的Z域分析886.1Z变换126.2Z变换226.3离散时间系统的Z域分析4合计48408四、教学内容及基本要求第1部分信号与系统的基础知识总学时(单位：学时):4讲课:4实验:0上机:0第1.1部分信号与系统概论（讲课1学时）具体内容:1) 明确本课程的内容、性质和任务；2) 掌握信号的基本概念；3) 掌握与系统的基本概念；第1.2部分信号和系统分类（讲课3学时）具体内容:1) 掌握信号的分类；2) 掌握基本连续时间信号；3) 掌握连续时间信号的时域运算；3) 掌握系统的分类和模型；4) 掌握线性时不变系统；重点:信号运算；阶跃信号和冲激信号；系统的模型；线性时不变系统难点:信号的运算；阶跃信号和冲激信号的定义及性质习题:连续时间信号时域运算；阶跃信号和冲激信号的性质第2部分连续时间系统的时域分析总学时(单位：学时):7讲课:7实验:0上机:0第2.1部分连续时间系统的时域分析1（讲课3学时）具体内容:1) 掌握连续时间系统的微分方程的描述及求解；2) 掌握起始点的跳变；3) 掌握冲激函数匹配法；4) 掌握连续时间系统的零输入、零状态、单位冲激、单位阶跃响应；重点:连续时间系统各种响应的求解难点:连续时间系统单位冲激响应的求解习题:连续线性时不变系统的性质及应用；单位冲激响应的求解第2.2部分连续时间系统的时域分析2（讲课4学时）具体内容:1) 掌握卷积积分的性质及解法；2) 掌握卷积积分求零状态响应；3) 掌握用单位冲激响应表征连续时间系统的性质；重点:卷积积分的性质及应用难点:用卷积积分来求解系统零状态响应习题:卷积求解性质及应用实验:连续系统响应实验。（4学时）第3部分傅里叶变换、系统的频域分析总学时(单位：学时):10讲课:10实验:0上机:0第3.1部分傅里叶变换1（讲课2学时）具体内容:1) 掌握正交函数，连续周期时间信号的傅里叶级数及其性质；2) 掌握波形对称性与傅里叶系数，周期信号的频谱；3) 掌握典型连续非周期时间信号的傅里叶变换；重点:冲激函数和阶跃函数的傅里叶变换第3.2部分傅里叶变换2（讲课2学时）具体内容:1)掌握傅里叶变换和傅里叶级数的关系；2) 掌握傅里叶变换的性质及其应用；3) 掌握信号的功率谱与能量谱，卷积定理；4) 掌握周期信号的傅里叶变换；5) 掌握抽样信号的傅里叶变换，抽样定理；重点:傅里叶变换的基本性质；卷积定理；抽样定理难点:抽样定理习题:傅里叶正、逆变换的性质及应用；求解连续时间信号的频谱；抽样定理及奈奎斯特频率求解第3.3部分系统的频域分析1（讲课4学时）具体内容:1) 掌握连续时间系统的傅里叶变换分析法；2) 掌握连续时间系统的无失真传输；3) 掌握理想滤波器；重点:连续系统的无失真传输条件第3.4部分系统的频域分析2（讲课2学时）具体内容:1) 了解离散时间傅里叶变换；2) 了解离散时间系统的傅里叶变换分析法；实验:傅里叶变换及抽样定理实验。（4学时）第4部分拉普拉斯变换、连续时间系统的S域分析总学时(单位：学时):8讲课:8实验:0上机:0第4.1部分拉普拉斯变换（讲课4学时）具体内容:1) 掌握拉普拉斯变换及其收敛域；2) 掌握常用拉普拉斯变换对；3) 掌握拉普拉斯逆变换；4) 掌握单边拉氏变换及其性质；重点:拉普拉斯正、逆变换及收敛域难点:拉普拉斯变换及其收敛域；拉普拉斯逆变换习题:拉普拉斯正、逆变换的性质及应用第4.2部分连续时间系统的S域分析（讲课4学时）具体内容:1)掌握连续时间系统的S域分析法；2) 掌握连续时间系统的系统函数及其零、极点分布与系统特性的关系；3)掌握连续时间系统的稳定性；重点:连续时间系统的S域分析法；连续时间系统的系统函数；初、终值定理；连续时间系统的稳定性难点:系统的S域分析法习题:初终值定理的应用；连续时间系统的S域分析第5部分离散时间系统的时域分析总学时(单位：学时):3讲课:3实验:0上机:0第5.1部分离散时间系统的时域分析1（讲课1学时）具体内容：1) 掌握基本离散时间序列；2) 掌握离散时间系统差分方程的描述及求解；重点:单位样值序列和单位阶跃序列的定义及其与阶跃函数和冲激函数的区别第5.2部分离散时间系统的时域分析2（讲课2学时）具体内容：1)掌握单位样值响应；2) 掌握卷积和；3) 掌握用单位样值响应表征离散时间系统的性质；重点:离散时间系统单位样值响应的求解；卷积和难点:离散时间系统的单位样值响应的求解习题:求解离散时间系统单位样值响应第6部分Z变换、离散时间系统的Z域分析总学时(单位：学时):8讲课:8实验:0上机:0第6.1部分Z变换1（讲课2学时）具体内容:1)掌握Z变换及其收敛域；2) 掌握常用Z变换对；3) 掌握逆Z变换；重点:正、逆Z变换及其收敛域第6.2部分Z变换2（讲课2学时）具体内容:1)掌握Z变换的性质；2) 掌握Z变换与拉普拉斯变换的关系；重点: