信號與系統(北京交通大學提供的慕課)

《信號與系統》是北京交通大學提供的慕課,介紹信號與系統的基本理論在軌道交通、通信系統和生物系統中的套用。

課程概述,課程大綱,

課程概述

信號與系統課程是電子信息類專業本科生必選的學科基礎課程。本課程主要討論確定性信號的時域分析和變換域分析,線性時不變系統的描述與特性,以及信號通過線性時不變系統的時域分析與變換域分析,重點建立信號表示與系統描述的基本概念。簡要介紹信號與系統的基本理論在軌道交通、通信系統和生物系統中的套用。
北京交通大學信號與系統MOOC由國家級電工電子教學團隊信號處理課程組全體教師精心打造,國家級教學名師陳後金教授主講。課程包括信號與系統分析導論、信號的時域分析、系統的時域分析、信號的頻域分析、系統的頻域分析、連續信號與系統的復頻域分析、離散信號與系統的復頻域分析、系統的狀態變數分析八章內容及課程總結,總計93個視頻,每個視頻約10分鐘左右,視頻累計約20小時。
北京交通大學信號與系統課程2003被評為首批國家精品課程,2007被評為首批國家雙語教學示範課程,2010被評為國家精品網路課程,2012年被評為國家精品資源共享課程。在課程建設中,面向電氣信息大類學科規劃學科基礎課群,體現了“厚理博術、知行相成的教學理念。新的電氣信息類學科基礎課程體系由“電子電路、電磁場、信號處理”三大課群構成。

課程大綱

緒論
本章學習目標:(1) 掌握信號的定義及分類。(2) 掌握系統的描述、分類及特性。(3) 重點掌握確定信號及線性時不變系統的特性。(4) 了解信號與系統的基本內容和套用領域。
課時
1.1 緒論
1.2 信號的定義
1.3 信號的分類
1.4 系統的定義
1.5.1 系統的分類1
1.5.2 系統的分類2
1.6 信號與系統的套用
02
信號的時域分析
本章學習目標:(1) 掌握典型連續信號與離散信號的定義、特性及其相互關係。(2) 掌握連續信號與離散信號的基本運算。(3) 掌握信號的分解,重點掌握任意連續信號分解為衝激信號的線性組合,任意離散信號分解為單位脈衝序列的線性組合。
課時
2.1 連續時間基本信號(普通信號)
2.2 連續時間基本信號(奇異信號)
2.3 連續時間信號的基本運算I
2.4 連續時間信號的基本運算II
2.5 離散時間基本信號
2.6 離散時間信號的基本運算
2.7 信號的基本分解
2.8 信號的時域分析舉例
2.9 信號時域分析的MATLAB實現
03
系統的時域描述
本章學習目標:(1) 線性時不變連續時間系統與離散時間系統的數學描述。(2) 了解連續時間系統與離散時間系統回響時域求解的方法。(3) 掌握連續時間系統單位衝激回響的求解與離散時間系統單位脈衝回響的求解。(4) 重點掌握用卷積法計算連續時間系統與離散時間系統的零狀態回響。
課時
3.1 線性非時變系統的時域描述
3.2 連續時間LTI系統回響的時域分析
3.3 連續時間LTI系統的零輸入回響
3.4 連續時間LTI系統的衝激回響
3.5 連續時間LTI系統零狀態回響
3.6 衝激回響表示的系統特性
3.7 連續時間LTI系統回響求解舉例
3.8 離散時間LTI系統回響的時域分析
3.9 離散時間LTI系統的零輸入回響
3.10 離散時間LTI系統的單位脈衝回響
3.11 離散時間LTI系統零狀態回響
3.12 單位脈衝回響表示的系統特性
3.13 離散時間LTI系統回響求解舉例
3.14 利用MATLAB分析系統的回響
04
信號的頻域分析
本章學習目標:(1) 從數學概念、物理概念及工程概念深刻理解信號頻譜的概念。(2) 掌握常見連續時間信號、離散時間信號的頻譜。(3) 掌握Fourier變換的基本性質及物理含義。(4) 深刻理解和靈活套用時域抽樣定理和頻域抽樣定理。
課時
4.1為何引入信號的頻域分析
4.2連續周期信號的頻域表示
4.3連續周期信號的頻譜
4.4 連續傅立葉級數的性質
4.5 連續非周期信號的頻域表示
4.6 典型連續非周期信號的頻譜
4.7 連續時間傅立葉變換的性質(I)
4.8 連續時間傅立葉變換的性質(II)
4.9 連續時間傅立葉變換的性質(III)
4.10 連續信號頻域分析的套用舉例
4.11 離散周期信號的頻域表示
4.12 離散傅立葉級數的性質
4.13 離散非周期信號的頻域表示
4.14 離散時間傅立葉變換的性質
4.15 四種信號的時域頻域對應關係
4.16 連續時間信號時域抽樣引入
4.17 連續時間信號時域抽樣定理
4.18 連續時間信號抽樣工程套用
4.19信號的頻域分析舉例
4.20利用MATLAB分析信號頻譜
05
系統的頻域分析
本章學習目標:(1) 掌握連續系統頻率回響的物理概念與計算。(2) 掌握連續系統回響的頻域分析,重點掌握虛指數信號通過系統的回響。(3) 掌握無失真傳輸系統與理想模擬濾波器的特性。(4) 掌握離散系統頻率回響的物理概念。(5) 掌握離散系統回響的頻域分析,重點掌握虛指數序列通過系統的回響。(6) 掌握理想數字低通濾波器的特性。(7) 掌握幅度調製與解調的基本原理。
課時
5.1 連續時間LTI系統的頻域描述
5.2 連續LTI系統頻率回響的計算方法
5.3 連續時間LTI系統回響的頻域分析
5.4 無失真傳輸系統
5.5 理想模擬濾波器
5.6 離散時間LTI系統的頻域描述
5.7 離散時間LTI系統回響的頻域分析
5.8 理想數字濾波器
5.9 連續時間信號的幅度調製與解調
5.10 系統頻域分析舉例
5.11 利用MATLAB進行系統頻域分析
06
連續信號與系統的復頻域分析
本章學習目標:(1)掌握信號單邊Laplace變換及其基本性質。(2)掌握利用單邊Laplace變換求解連續系統的零輸入回響和零狀態回響。(3)重點掌握連續時間系統的系統函式與系統特性(時域特性、頻率回響、穩定性)的關係。(4)掌握連續時間系統的直接型、級聯型和並聯型模擬框圖。
課時
6.1 連續時間信號的復頻域表示
6.2 常見信號單邊拉普拉斯變換
6.3 單邊拉普拉斯變換的性質(I)
6.4 單邊拉普拉斯變換的性質(II)
6.5.1 單邊拉普拉斯反變換
6.5.2雙邊拉普拉斯變換及反變換
6.6 連續時間LTI系統的復頻域描述
6.7 連續時間LTI系統的系統函式與系統特性
6.8 連續時間LTI系統的模擬
6.9 連續時間LTI系統回響的復頻域分析
6.10 利用MATLAB進行連續系統的分析
07
離散信號與系統的復頻域分析
本章學習目標:(1) 熟練掌握單邊z變換及其性質。(2) 掌握利用單邊z變換求解離散時間系統的零輸入回響和零狀態回響。(3) 重點掌握系統的系統函式與系統特性(時域特性、頻域特性、穩定性)的關係。(4) 掌握離散系統的直接型、級連型和並聯型模擬框圖。
課時
7.1 離散信號的z域表示
7.2 常見序列單邊z變換
7.3 單邊z變換的性質(I)
7.4 單邊z變換的性質(II)
7.5 單邊z反變換
7.6 雙邊z變換及反變換
7.7 離散系統的z域描述
7.8 系統函式與系統特性
7.9 系統回響的z域分析
7.10 離散系統的基本聯接
7.11 離散系統的模擬
7.12 z域分析綜合舉例
7.13 回聲消除的z域分析
7.14 利用MATLAB進行離散系統的z域分析
08
系統的狀態變數分析
本章學習目標:(1) 掌握狀態變數分析法的基本概念。(2) 掌握連續與離散系統狀態方程建立的方法。(3) 掌握連續與離散系統狀態方程的求解。
課時
8.1 系統狀態變數分析法的概念及其普遍形式
8.2 連續時間系統狀態方程和輸出方程的建立
8.3 離散時間系統狀態方程和輸出方程的建立
8.4 連續時間系統狀態方程和輸出方程的求解
8.5 離散時間系統狀態方程和輸出方程的求解
預備知識
微積分、線性代數

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