信号与系统教学大纲
发布时间: 2015-11-29 浏览次数: 6

 

《信号与系统》课程教学大纲
Signals and systems
适用专业:电气工程及其自动化、自动化
学时数:48/16(理论48学时 实验16学时)
学分数:3.5
考核方式:考试
 
先修课程:
高等数学、复变函数、模拟电路、数字电路、电路分析等
一、课程性质与目的要求
(一)课程的性质:《信号与系统》是电气工程及其自动化专业的一门主干专业基础课程。它的任务是研究信号与线性系统分析的基本理论和方法,为进一步学习自动控制原理,MATLAB语言及应用等课程奠定理论基础。随着科学技术的发展,信号与系统的概念和分析方法广泛应用在许多不同领域和学科之中。因此它是电气类专业教学中一门重要的专业基础课程。《信号与系统》这门课程的开设对象早已从传统的无线电技术专业跨了出去,现在几乎所有的电子类专业、电机类专业,乃至部分机械、动力和力学类专业都在不同程度上开设这门课程。《信号与系统》方面的课程不仅是工程教学中一门最基本的课程,而且也是工程类学生在大学教育阶段所修课程中最有得益、最引人入胜和最有用处的一门课程之一。
(二)目的要求:
通过本课程的学习,使学生熟练掌握信号的时域、频域和s频域的分析方法,连续时间系统的时域、频域和s频域的分析方法,滤波器的原理,了解现代信号的分析方法。学习本课程,对培养学生的科学思维能力,提高学生分析问题和解决问题的能力,都有重要的作用。
二、课时分配建议
 
课程内容
理论教学
课内实践教学
课时小计
备注
课时
教学方式手段
课时数
教学方式手段
1
第一章 信号与系统
6
讲授
2
讨论
8
 
2
第二章 连续系统的时域分析
6
讲授
2
讨论
8
 
3
第三章 傅里叶变换和系统的频域分析
10
讲授
4
讨论
14
 
4
第四章 连续系统的 s 域分析
10
讲授
2
讨论
12
 
5
第五章 系统函数
4
讲授
2
讨论
6
 
 
合计
36
 
12
 
48
 
 
三、教学内容及要求
第一章 信号与系统
(一)教学内容
1) 绪言
2) 信号
3) 信号的基本运算
4) 阶跃函数和冲激函数
5) 系统的描述
6) 系统的特性和分析方法
(二)教学要求
1) 理解信号
2) 掌握信号的基本运算
3) 掌握阶跃函数和冲激函数
4) 理解系统的描述
5) 掌握系统的特性和分析方法
(三)重点、难点
 重点:信号的基本运算;系统的性质。
难点:阶跃函数和冲激函数;系统的描述
第二章 连续系统的时域分析
(一)教学内容
1) LTI 连续系统的响应
2) 冲激响应和阶跃响应
3) 卷积积分
4) 卷积积分的性质
(二)教学要求
1) 掌握LTI 连续系统的响应
2) 掌握冲激响应和阶跃响应
3) 掌握卷积积分
4) 掌握卷积积分的性质
(三)重点、难点
重点:冲激响应和阶跃响应;卷积积分;卷积积分的性质。
难点:卷积积分;卷积积分的性质。
第四章 傅里叶变换和系统的频域分析
(一)教学内容
1) 信号分解为正交函数
2) 傅里叶级数
3) 周期信号的频谱
4) 非周期信号的频谱
5) 傅里叶变换的性质
6) 取样定理
(二)教学要求
1) 了解信号分解为正交函数
2) 理解傅里叶级数
3) 理解周期信号的频谱
4) 掌握非周期信号的频谱
5) 掌握傅里叶变换的性质
6) 理解取样定理
(三)重点、难点
重点:周期信号的频谱;非周期信号的频谱;傅里叶变换的性质。
难点:傅里叶变换的性质;取样定理
第五章 连续系统的 s 域分析
(一)教学内容
1) 拉普拉斯变换
2) 拉普拉斯变换的性质
3) 拉普拉斯逆变换
4) 复频域分析
(二)教学要求
1) 理解拉普拉斯变换
2) 掌握拉普拉斯变换的性质
3) 掌握拉普拉斯逆变换
4) 掌握复频域分析
(三)重点、难点
重点:拉普拉斯变换;拉普拉斯变换的性质;拉普拉斯逆变换;复频域分析。
难点:;拉普拉斯变换的性质;拉普拉斯逆变换。
《信号与系统》实验(16学时)
信号与系统实验是课程的一个重要组成部分,通过实验,学生可获得必要的感性知识,进一步巩固所学的理论基础。
实验项目及要求:
序号
实验名称
目的与要求
实验学时
主要
仪器设备
实验类型
性质
1
熟悉MATLAB环境
(1)熟悉matlab操作界面
(2)能够运行,调试matlab程序
2
计算机
基础
必做
2
基本信号波形
1)熟悉matlab的基本命令的使用。
2)掌握用matlab绘出基本信号。
2
计算机
基础
必做
3
连续系统的时域分析
1)掌握信号的时域变换。
2)信号的时域运算。
3)掌握卷积的计算。
4)掌握微分方程的求解。
4
计算机
基础
必做
4
连续系统的频域分析
1)掌握连续时间周期信号的傅里叶级数的物理意义和分析方法;
2)观察截短傅里叶级数而产生的“Gibbs现象”,了解其特点以及产生的原因;
3)掌握连续时间傅里叶变换的分析方法及其物理意义;
4)掌握各种典型的连续时间非周期信号的频谱特征以及傅里叶变换的主要性质;
4
计算机
综合
必做
5
连续系统的复频域分析
1)掌握拉普拉斯变换的物理意义、基本性质及应用;
2)掌握用拉普拉斯变换求解连续时间LTI系统的时域响应;
(3)掌握系统函数的概念,掌握系统函数的零、极点分布(零、极点图)与系统的稳定性、时域特性等之间的相互关系;
(4)掌握用MATLAB对系统进行变换域分析的常用函数及编程方法。
4
计算机
综合
必做
 
四、课程教学的基本要求
(一)教学方法与手段
在教学过程中注意了解学生已掌握的知识,对于学生熟知的知识点可以适当的省略;课堂上要调动起学生学习的积极性;集中时间对学生进行辅导答疑。在课堂讲授过程中给出各章节名称及专业用语的英语词汇。
(二)课堂训练方案
在课堂讨论中,结合一些具体问题,引导学生多思考多练习多查阅课外资料,并布置一定的课外作业,以及以小论文的形式让学生解决一些具体问题。
(三)课外训练方案
布置课后习题是使学生深入理解基本原理及概念,掌握基本计算方法,提高分析问题和解决问题能力。
(四)自学指导
在各章的教学中均安排一定内容引导学生自学,对要求学生自学的内容,应布置思考题和讨论题,使学生带着问题进行自学,提高他们的自学能力。
(五)考试考核
考试形式:闭卷考试。
学业成绩构成:主卷70%,平时成绩(作业、考勤、实验考试)30%
五、教材和参考书
[1] 信号与线性系统分析,第四版 高等教育出版社,2005年,吴大正
[2] 信号与系统,第二版 高等教育出版社,2000年,郑君里编
[3] 信号分析与处理,机械工业出版社,2001年,赵光宙
[4] 信号与线性系统,第三版 高等教育出版社,1992年,管致中编
[5] 信号与系统,电子工业出版社,2004年,西蒙·赫金编
[6] 信号与系统,西安交通大学出版社,1998年,Oppenheim Alan V 编刘树堂译