信號與系統課程是湖南大學建設的慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程。該課程於2018年11月06日首次在中國大學MOOC開課，授課教師為李樹濤、王煉紅、陳潔平、李成、楊彬、肖昌炎等。據2021年8月中國大學MOOC官網顯示，該課程已運行7學期。
信號與系統課程共七章，包括信號與系統的基本概念、信號與系統的時域、復頻域及頻域分析方法等內容。
基本介紹
- 中文名：信號與系統
- 類別：慕課、國家精品線上開放課程、國家級一流本科課程
- 授課平台：中國大學MOOC
- 開課時間：2018年11月06日（首次）
- 授課教師：李樹濤、王煉紅、陳潔平、李成、楊彬、肖昌炎等
- 建設院校：湖南大學
課程性質,課程背景,課程定位,適應專業,課程簡介,課程大綱,開課信息,教學目標,學習預備,預備知識,學習資料,考核標準,所獲榮譽,教師簡介,
課程性質
課程背景
人類通過語言、文字、圖像等信息理解和描述周圍事物，並在此基礎上實現與其它個體的交流與溝通。對於機奔拘舉器而言，交流與溝通都是離不開一系列信號與系統分析。
課程定位
信號與系統課程是電子、電氣、自動化、測控、計算機等相關專業的一門專業基礎課程，以高等數學、工程數學、線性代數、電路分析為先導課程，通過研究信號和線性狼滲非時變系統的基本理論和基本分析方法，使學習者掌握基本的信號變換理論，為通信、控制、信息處理等課程的愉她達學習以及從事相關領域的工程技術和科學研究工作奠定理論基礎。
適應專業
信號與系統課程適合電子、電氣、自動化、測控、計算機等專業學習。
課程簡介
信號與系統課程共七章，涵蓋“信號與系統的基本概念”、“信號與系統的時域”和“復頻域及頻域分析方法”三部分內容。緒章介紹5G與北斗導航系統等知識點；第一章講述衝激信號與階躍信號、系統描述等內容；第二章介紹卷積積分圖解法、單位序列回響與階躍回響等知識點；第三章講述z變換的收斂域等內容；第四章介紹連續系統的復頻域模型、系統函式與系統特性等知識點；第五章講述周期信號的頻譜特點及頻寬、信號的正交分解、傅立葉逆變換、能量譜與功率譜等內容；第六章介紹頻域回響求法及系統頻域分析等知識點。
課程大綱
緒章 緒論 課時 0.1緒論 0.2誠信為人之本 0.35G與北斗導戒探汗全航系統 第一章 信號與系統基本概念 課時 1.1信號的定義及分類 1.2幾種典型信號 1.3衝激信號與階躍信號 1.4信號的運算 1.5系統的描述 1.6系統的分類 第二章 系統的時域分析 課時 2.1時域系統描述 2.2微分方程經典解 2.30-到0+的問題 2.4零輸入回響與零狀態回響 2.5衝激回響與階躍回響 2.6卷積定義 2.7卷積積分圖解法 2.8卷積積分性質 2.9離散系統求解 2.10單位序列回響與階躍回響 2.11卷積和的定義與計算 2.12卷積和的圖解法與性質 第三章 信號的拉普拉斯變換與Z變換 課時 3.1拉斯變換的定義 3.2拉斯變換的性質 3.3拉斯逆變換 3.4z變換的定義與收斂域 3.5z變換的性質 | 3.6逆z變換 第四章 系統的變換域分析 課時 4.1連續系統的復頻域模型 4.2連續系統的復頻域分析 4.3離散系統的z域模型 4.4離散系統的z域分析 4.5系統函式與系統特性 4.6系統因果性與穩定性 第五章 信號的頻域分析 課時 5.1信號的正交分解 5.2周期連續信號的傅立葉級數 5.3波形對稱性與諧波特性關係 5.4頻譜概念以及圖形描述 5.5周期信號頻譜特點及頻寬 5.6典型周期信號的頻譜 5.7傅立葉變換的定義 5.8傅立葉變換的性質 5.9常用非周期信號的傅立葉變換 5.10周期信號的傅立葉變換 5.11傅立葉逆變換 5.12能量譜與功率譜 5.13周期序列的離散傅立葉級數 5.14非周期序列的離散時間傅立葉變換 5.15離散傅立葉變換 第六章 系統的頻域分析 課時 6.1連續系統的頻率回響 6.2頻域回響求法及系統頻域分析 6.3無失真傳輸系統 6.4理想低通濾波器 6.5採樣定理 |
（註：課程大綱排版從左到右排列）
開課信息
開課次數 | 開課時間 | 授課老師 | 學時安排 | 參與人數 |
|---|---|---|---|---|
第1次開課 | 2018年11月06日-2019年01月31日 | 李樹濤、王煉紅、陳潔平、李成、楊彬、肖昌炎、楊頸淚駝唐勝、馬子驥、黃清秀、劉立成 | 4小時每周 | 3450 |
第2次開課 | 2019年04月01日-2019年07月06日 | 2-3小時每周 | 3523 | |
第3次開課 | 2019年08月26日-2020年01月07日 | 2小時每周 | 3598 | |
第4次開課 | 2020年03月22日-2020年06月13日 | 李樹濤、王煉紅、陳潔平、李成、楊彬、肖昌炎、楊唐勝、馬子驥、黃清秀 | 2-3小時每周 | 1806 |
第5次開課 | 2020年09月13日-2021年01月25日 | 李樹濤、王煉紅、陳潔平、李成、楊彬、肖昌炎、楊唐勝、馬子驥、黃清秀、劉立成 | 2小時每周 | 2569 |
第6次開課 | 2021年03月15日-2021年05月31日 | 2-3小時每周 | 2571 | |
第7次開課 | 2021年09月01日-2021年12月31日 | 李樹濤 | 4-5小時每周 | 待定 |
（註：表格內容參考資料）
教學目標
- 總目標
1、掌握信號、系統的基本概念、基本運算、描述方法，熟悉基本信號的時頻域特點並能套用於系統的分析。
2、掌握連續、離散時不變系統時域基本理論與方法，建立系統時域數學模達多翻蘭型並能通過模型求解系統回響、分析系統的特性。
3、掌握連續、離散信號的復頻域變換理論、性質和分析方法，建立系統相應變換域數學模型並進行相關計算與分析。
4、掌握信號、系統的頻域分析格探民方法及理論，對信號、系統進行頻域分析及相關計算，聯繫實際套用理解其物理意義並能指導相關設計。
5、使用MATLAB工具對信號、系統進行時頻域的仿真實驗與分析，對複雜工程問題分析與解決給出可行方案，能夠有效溝通、分享經驗與成果。
- 分目標
章節標題 | 章節目標 |
|---|---|
緒章 | 理解信號與系統課程討論的信號、系統概念。 |
第一章 | 1、掌握信號、系統的概念、描述、特性； 2、了解信號的基本運算、典型信號特點。 |
第二章 | 1、掌握卷積、卷積和的定義與性質； 2、掌握線性時不變連續與離散系統的時域分析方法。 |
第三章 | 1、掌握拉普拉斯變換的定義、性質、計算方法； 2、掌握Z變換的定義、性質、計算方法； 3、了解信號變換域分析特點與意義。 |
第四章 | 1、掌握連續、離散系統變換域分析方法與理論； 2、具備LTI系統進行建模與分析的能力。 |
第五章 | 掌握傅立葉變換的定義與性質、序列的傅立葉分析、周期信號和非周期信號的頻譜及特點。 |
第六章 | 1、掌握系統的頻率特性概念並能對系統進行頻域分析； 2、理解抽樣定理及套用。 |
學習預備
預備知識
學習資料
書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|
《信號與線性系統分析》 | 王煉紅、孫閩紅、陳潔平 | 2000年 | |
《信號與系統（第2版）》 | ALAN V.OPPENHEIM | 2002年 | |
鄭君里 | 2000年 | ||
《信號與線性系統（第4版）》 | 管致中 | 2004年 | |
《信號與線性系統分析（第4版）》 | 吳大正 | ||
王松林、張永瑞、郭寶龍、李小平 | 2005年 | ||
《信號與系統》 | 潘建壽 | 2007年 | |
《信號與系統（第2版）》 | 陳後金 | 2006年 |
（註：表格內容參考資料）
考核標準
信號與系統課程的評分標準要求如下：
1、課程的總成績為100分。總評成績達到60分至79分為合格，可獲得合格證書；總評成績達到80分至100分為優秀，可獲得優秀證書。
2、單元測試/單元作業占總成績的30%，其中單元測試占15%，作業占15%。
3、課堂討論占總成績的10%，每章需參與課堂討論2次（總計12次）及以上此項可獲得滿分（注意：若發水貼則不計分）。
4、期中與期末考試占總成績的60%。
所獲榮譽
2019年，信號與系統課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。
2020年11月24日，信號與系統課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。
教師簡介
李樹濤，湖南大學副校長，從事圖像處理、信息融合與模式識別等領域的研究工作。
王煉紅，湖南大學電氣與信息工程學院副教授，從事信號處理、現代網路與通信技術等領域研究工作。
陳潔平，湖南大學電氣與信息工程學院講師，從事智慧型控制、電氣控制、系統辨識等領域研究工作。
李成，湖南大學電氣與信息工程學院講師，承擔資訊理論、光纖通信、測量儀表等課程教學工作。
楊彬，湖南大學電氣與信息工程學院副教授，從事人工智慧、空間信息智慧型處理等方面研究工作。
楊唐勝，湖南大學電氣與信息工程學院副教授，從事噪聲檢測、生物化學感測器等領域研究工作。
馬子驥，湖南大學電氣與信息工程學院副教授，從事人工智慧與信號處理、檢測與感測器技術等領域研究工作。
黃清秀，湖南大學電氣與信息工程學院講師，承擔信號處理原理、電磁場、電路等課程教學工作。
劉立成，湖南大學電氣與信息工程學院副教授，從事計算機視覺、機器學習、人工智慧等領域研究工作。
5、使用MATLAB工具對信號、系統進行時頻域的仿真實驗與分析，對複雜工程問題分析與解決給出可行方案，能夠有效溝通、分享經驗與成果。
- 分目標
章節標題 | 章節目標 |
|---|---|
緒章 | 理解信號與系統課程討論的信號、系統概念。 |
第一章 | 1、掌握信號、系統的概念、描述、特性； 2、了解信號的基本運算、典型信號特點。 |
第二章 | 1、掌握卷積、卷積和的定義與性質； 2、掌握線性時不變連續與離散系統的時域分析方法。 |
第三章 | 1、掌握拉普拉斯變換的定義、性質、計算方法； 2、掌握Z變換的定義、性質、計算方法； 3、了解信號變換域分析特點與意義。 |
第四章 | 1、掌握連續、離散系統變換域分析方法與理論； 2、具備LTI系統進行建模與分析的能力。 |
第五章 | 掌握傅立葉變換的定義與性質、序列的傅立葉分析、周期信號和非周期信號的頻譜及特點。 |
第六章 | 1、掌握系統的頻率特性概念並能對系統進行頻域分析； 2、理解抽樣定理及套用。 |
學習預備
預備知識
學習資料
書名 | 作者 | 出版時間 | 出版社 |
|---|---|---|---|
《信號與線性系統分析》 | 王煉紅、孫閩紅、陳潔平 | 2000年 | |
《信號與系統（第2版）》 | ALAN V.OPPENHEIM | 2002年 | |
鄭君里 | 2000年 | ||
《信號與線性系統（第4版）》 | 管致中 | 2004年 | |
《信號與線性系統分析（第4版）》 | 吳大正 | ||
王松林、張永瑞、郭寶龍、李小平 | 2005年 | ||
《信號與系統》 | 潘建壽 | 2007年 | |
《信號與系統（第2版）》 | 陳後金 | 2006年 |
（註：表格內容參考資料）
考核標準
信號與系統課程的評分標準要求如下：
1、課程的總成績為100分。總評成績達到60分至79分為合格，可獲得合格證書；總評成績達到80分至100分為優秀，可獲得優秀證書。
2、單元測試/單元作業占總成績的30%，其中單元測試占15%，作業占15%。
3、課堂討論占總成績的10%，每章需參與課堂討論2次（總計12次）及以上此項可獲得滿分（注意：若發水貼則不計分）。
4、期中與期末考試占總成績的60%。
所獲榮譽
2019年，信號與系統課程被中華人民共和國教育部認定為“國家精品線上開放課程”。
2020年11月24日，信號與系統課程被中華人民共和國教育部認定為“首批國家級一流本科課程”。
教師簡介
李樹濤，湖南大學副校長，從事圖像處理、信息融合與模式識別等領域的研究工作。
王煉紅，湖南大學電氣與信息工程學院副教授，從事信號處理、現代網路與通信技術等領域研究工作。
陳潔平，湖南大學電氣與信息工程學院講師，從事智慧型控制、電氣控制、系統辨識等領域研究工作。
李成，湖南大學電氣與信息工程學院講師，承擔資訊理論、光纖通信、測量儀表等課程教學工作。
楊彬，湖南大學電氣與信息工程學院副教授，從事人工智慧、空間信息智慧型處理等方面研究工作。
楊唐勝，湖南大學電氣與信息工程學院副教授，從事噪聲檢測、生物化學感測器等領域研究工作。
馬子驥，湖南大學電氣與信息工程學院副教授，從事人工智慧與信號處理、檢測與感測器技術等領域研究工作。
