一、考核要求
本科目是電子通信、控制科學(xué)與工程等許多學(xué)科專(zhuān)業(yè)的基礎理論課程,它主要研究信號與系統理論的基本概念和基本分析方法。認識如何建立信號與系統的數學(xué)模型,通過(guò)時(shí)間域與變換域的數學(xué)分析對系統本身和系統輸出信號進(jìn)行求解與分析,對所得結果給以物理解釋、賦予物理意義。要求考生熟練掌握《信號與系統》課程的基本概念與基本運算,并能加以靈活應用。
二、考核評價(jià)目標
注重考查學(xué)生掌握《信號與系統》的基礎知識、基本理論和基本計算方法,并能夠具備綜合運用所學(xué)知識分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。
三、考核內容
1、信號與系統的基本概念
信號的描述、分類(lèi)及表示;信號的運算與分解;階躍信號與沖激信號的表示與特性;系統的基本概念與分類(lèi);線(xiàn)性時(shí)不變系統的特性與分析方法;
重點(diǎn):信號的運算及階躍信號與沖激信號的特性。
2、連續系統的時(shí)域分析
微分方程的建立與求解,起始點(diǎn)的跳變---從0-到0+狀態(tài)的轉換,零輸入響應與零狀態(tài)響應,沖激響應與階躍響應,卷積積分的定義、計算及性質(zhì)。
重點(diǎn):掌握線(xiàn)性系統數學(xué)模型的建立,理解線(xiàn)性系統響應的可分解性以及響應的幾種分解形式,掌握卷積積分的圖解法,熟練應用性質(zhì)來(lái)求解卷積。
3、傅里葉變換與系統的頻域分析
周期信號的傅立葉級數分析,周期信號的頻譜,非周期信號的頻譜,傅立葉變換的性質(zhì),周期信號和抽樣信號的傅立葉變換,抽樣定理,LTI系統的頻域分析。
重點(diǎn):理解周期信號頻譜的特點(diǎn),掌握典型非周期信號的頻譜、傅里葉變換的性質(zhì)以及抽樣定理。理解無(wú)失真傳輸。
4、連續系統的復頻域分析
拉普拉斯變換的定義、收斂域,拉普拉斯變換的性質(zhì),拉普拉斯逆變換,連續系統的S域分析。用拉普拉斯變換法分析電路S域元件模型,拉普拉斯變換與傅里葉變換的關(guān)系,雙邊拉普拉斯變換。
重點(diǎn):理解傅里葉變換到拉普拉斯變換的推導;掌握信號的單邊拉普拉斯變換及其收斂域的確定,掌握連續系統的復頻域分析方法。
5、離散系統的時(shí)域分析
離散時(shí)間信號---序列,離散時(shí)間系統的數學(xué)模型,常系數線(xiàn)性差分方程的求解,離散時(shí)間系統的單位樣值(單位沖激)響應,卷積和的定義及性質(zhì)。
重點(diǎn):離散時(shí)間信號的特點(diǎn),掌握卷積和的求解。
6、離散時(shí)間系統的Z域分析
Z變換的定義及收斂域,Z變換與拉普拉斯變換的關(guān)系,Z變換的基本性質(zhì),逆Z變換,利用Z變換解差分方程。
重點(diǎn):用Z變換求解系統的零輸入響應及零狀態(tài)響應,離散時(shí)間系統的響應特性。
7、系統函數
系統函數(網(wǎng)絡(luò )函數)H(S),由系統函數零、極點(diǎn)分布決定時(shí)頻域特性,全通函數與最小相移函數的零、極點(diǎn)分布,線(xiàn)性系統的因果性與穩定性,系統模擬和信號流圖,梅森公式。
重點(diǎn):理解系統函數的定義,掌握系統函數的求解以及用系統函數確定系統相關(guān)特性的方法,理解系統模擬圖、框圖以及流圖的關(guān)系及轉換。
8、系統的狀態(tài)變量分析
狀態(tài)變量與狀態(tài)方程,連續系統狀態(tài)方程的建立與求解,離散系統狀態(tài)方程的建立與求解,系統的可控制性和可觀(guān)測性。
重點(diǎn):連續系統的狀態(tài)方程和輸出方程的各種建立方法、狀態(tài)方程和輸出方程求解公式的應用、轉移函數矩陣中各元素的意義及單位沖激響應(或單位函數響應)之間的關(guān)系。
吳大正,《信號與線(xiàn)性系統分析》(第四版),高等教育出版社。