(科目代碼:844)
一、考核要求
本科目是電子通信、控制科學與工程等許多學科專業(yè)的基礎理論課程,它主要研究信號與系統(tǒng)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(tǒng)的數學模型,通過時間域與變換域的數學分析對系統(tǒng)本身和系統(tǒng)輸出信號進行求解與分析,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(tǒng)》課程的基本概念與基本運算,并能加以靈活應用。
二、考核評價目標
注重考查學生掌握《信號與系統(tǒng)》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知識分析問題和解決問題的能力。
三、考核內容
1、信號與系統(tǒng)的基本概念
信號的描述、分類及表示;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(tǒng)的基本概念與分類;線性時不變系統(tǒng)的特性與分析方法;
重點:信號的運算及階躍信號與沖激信號的特性,理解掌握和運用系統(tǒng)分析方法。
2、連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析
微分方程的建立與求解,起始點的跳變---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,卷積的定義、計算及性質,用算子符號表示微分方程。
重點:理解卷積及性質,掌握求零輸入響應和零狀態(tài)響應,用卷積積分計算零狀態(tài)響應。
3、傅里葉級數與傅里葉變換
周期信號的傅立葉級數分析,典型周期信號的傅立葉級數,傅立葉變換,典型非周期信號的傅立葉變換,沖激函數和階躍函數的傅立葉變換,傅立葉變換的基本性質,卷積特性(卷積定理),周期信號的傅立葉變換,抽樣信號的傅立葉變換,抽樣定理。
重點:用傅立葉級數及傅立葉變換對信號進行頻譜分析、典型信號的頻譜特點,抽樣定理。
4、傅立葉變換應用
利用系統(tǒng)函數H(jω)求響應,無失真?zhèn)鬏?,理想低通濾波器,系統(tǒng)的物理可實現性、佩利—維納準則,利用希爾伯特變換研究系統(tǒng)函數的約束特性,調制與解調。
重點:濾波和調制。
5、連續(xù)時間系統(tǒng)的復頻域分析
拉普拉斯變換的定義、收斂域,拉普拉斯變換的基本性質,拉普拉斯逆變換,用拉普拉斯變換法分析電路S域元件模型,系統(tǒng)函數(網絡函數)H(S),由系統(tǒng)函數零、極點分布決定時頻域特性,二階諧振系統(tǒng)的s平面分析,全通函數與最小相移函數的零、極點分布,線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性,系統(tǒng)模擬和信號流圖,雙邊拉普拉斯變換,拉普拉斯變換與傅里葉變換的關系。
重點:利用拉普拉斯變換對系統(tǒng)進行復頻域分析的方法來計算零狀態(tài)響應,系統(tǒng)函數。
6、離散時間系統(tǒng)的時域分析
離散時間信號---序列,離散時間系統(tǒng)的數學模型,常系數線性差分方程的求解,離散時間系統(tǒng)的單位樣值(單位沖激)響應,卷積(卷積和),解卷積(反卷積)。
重點:離散時間信號的特點,離散時間系統(tǒng)的求解,卷積(卷積和)。
7、Z變換、離散時間系統(tǒng)的Z域分析
Z變換的定義、典型序列的Z變換,Z變換的收斂域,逆Z變換,Z變換的基本性質,Z變換與拉普拉斯變換的關系,利用Z變換解差分方程,離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數,離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性、因果性,離散時間系統(tǒng)的頻率響應特性
重點:用Z變換求解系統(tǒng)的零輸入響應及零狀態(tài)響應,離散時間系統(tǒng)的響應特性。
8、系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析
連續(xù)時間系統(tǒng)、離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立與求解,狀態(tài)矢量的線性變換,系統(tǒng)的可控制性和可觀測性。
重點:連續(xù)時間系統(tǒng)與離散時間系統(tǒng)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)之間的關系、系統(tǒng)的可控制性和可觀測性。
參考書目:
吳大正,《信號與系統(tǒng)》高教版(2005)
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