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绪章导言
本章对课程的发展、课程的学习方法、以及课程的内容进行了概括
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●0.1导言
对课程的发展、课程的学习方法、以及课程的内容进行了概括
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第一章绪论
本章是信号与系统课程学习的基础内容。主要介绍信号与系统的基本概念、信号的分类、表示及信号的基本运算;系统的描述方法以及系统的特性;另外引入在系统分析中占重要地位的阶跃函数、冲激函数。
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●1.1信号与系统的定义、关系及相关术语
本节主要介绍系统的概念,信号的概念,信号与系统的关系,信号分析及系统分析要研究的主要内容。
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●1.2信号的分类与常见信号
本节主要介绍确定信号的四种分类方法:按定义域连续与否分为连续信号与离散信号、按信号波形变化规律分为周期信号与非周期信号、按值域是实数还是复数分为实信号与复信号、按能量还是功率有限分为能量信号与功率信号。
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●1.3信号的基本运算
本节主要介绍信号的几种基本运算:包括信号的加法、乘法、反转、平移和尺度变换。
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●1.4阶跃函数和冲激函数
本节主要介绍两个特殊的函数:冲激函数和阶跃函数,包括它们的定义及性质。
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●1.5系统的描述
本节首先介绍几个具体物理系统的数学模型建立方法,然后介绍框图描述的系统如何列写其微分或差分方程。
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●1.6系统的特性
本节主要介绍线性、时不变性、因果性和稳定性系统的概念以及如何判断一个系统是否是线性的、时不变的、因果的及稳定的基本方法。
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第二章连续系统的时域分析
本章是连续系统的第一种分析方法---时域分析法。主要介绍微分方程的经典求解方法:包括零输入响应、零状态响应、冲激响应及阶跃响应的经典求解方法;并从信号分解的角度引出零状态响应的卷积积分求解方法;最后介绍卷积积分的图解法及卷积积分的性质。
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●2.1LTI连续系统的响应
本节主要介绍微分方程的经典求解方法;冲激函数匹配法求初值;零输入响应和零状态响应的定义及经典求解方法;自由响应、强迫响应、零输入响应及零状态响应之间的关系。
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●2.2冲激响应与阶跃响应
本节主要介绍两种特殊的零状态响应---冲激响应和阶跃响应,其中冲激响应是反应系统特性的,并且利用它可以求解任意激励作用于系统的零状态响应。
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●2.3卷积积分
本节从信号分解的角度引入零状态响应的卷积积分求解方法;然后介绍卷积积分的图示求解方法。
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●2.4卷积积分的性质
本节从数学运算的角度引入卷积积分的性质,并反过来应用于系统,从而简化零状态响应的卷积积分求解过程。
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第三章离散系统的时域分析
本章是离散系统的第一种分析方法---时域分析法。主要介绍差分方程的经典求解方法:包括零输入响应、零状态响应、单位序列响应及单位阶跃响应的经典求解方法;并从信号分解的角度引出零状态响应的卷积和求解方法;最后介绍卷积和的图解法及性质。
这部分内容和第二章的连续系统时域分析方法有很多类似,是相平行的,学习中注意对比它们的差别。 -
●3.1LTI离散系统的响应
本节首先介绍差分及差分方程的概念,然后介绍差分方程的经典求解方法,迭代法求初值,零输入响应和零状态响应的定义及经典求解方法;自由响应、强迫响应、零输入响应及零状态响应之间的关系。
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●3.2离散系统的单位序列响应和阶跃响应
本节主要介绍两种特殊的零状态响应----单位序列响应和单位阶跃响应,其中单位序列响应是反应离散系统特性的,并且利用它可以求解任意激励作用于系统的零状态响应。
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●3.3卷积和
本节从序列分解的角度引入零状态响应的卷积和求解方法,然后介绍卷积和的图示求解方法及卷积和的性质。
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第四章傅里叶变换和系统的频域分析
本章是系统变换域分析法的一种---频域分析法。主要介绍连续系统的频域分析法。从连续周期信号及连续非周期信号的频域描述出发,介绍连续系统对任意输入的响应的频域分析法,并引出频率响应函数的概念,理解无失真传输的物理含义,最后介绍模拟信号数字化传输的理论基础---抽样定理。
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●4.1信号正交分解
本节主要介绍信号的正交分解 、周期信号的频域描述----傅里叶级数,包括三角型傅里叶级数和指数型傅里叶级数。傅里叶级数、奇偶函数的傅里叶级数
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●4.2周期信号的频谱
本节首先介绍频谱图的概念,然后以周期性矩形脉冲为例画出其频谱图并讨论其特点,最后讨论周期信号功率的频域计算方法,引出帕斯瓦尔能量恒等式。
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●4.3非周期信号的频谱
本节主要介绍傅里叶变换公式、傅里叶变换存在的条件、常见信号的傅里叶变换等内容
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●4.4傅里叶变换的性质
本节主要介绍傅里叶变换的性质:线性性质、奇偶性、对称性、尺度变换、时移特性、频移特性、卷积定理、时域微分积分特性、频域微分积分性质、能量谱和功率谱的概念
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●4.5周期信号的傅里叶变换
本节主要介绍正余弦函数的傅里叶变换、一般周期信号的傅里叶变换公式、傅里叶系数与傅里叶变换的关系
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●4.6频域分析
本节主要介绍频域分析方法、无失真传输和低通滤波器
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●4.7时域取样定理
本节主要介绍取样的相关概念、时域取样定理
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第五章连续系统的S域分析
本章是连续系统的另一种变换域分析方法---S域分析法。主要简化微分方程的求解,并引出系统函数,通过系统函数可以进一步分析和构建系统。
本章首先介绍拉普拉斯变换、性质及拉普拉斯逆变换,在此基础上介绍微分方程的S域求解方法,并引出系统函数的概念。 -
●5.1拉普拉斯变换
本节主要介绍双边及单边拉普拉斯变换的定义、收敛域的定义、几类信号的收敛域、常见信号的拉普拉斯变换等内容。
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●5.2拉普拉斯变换的性质
本节主要介绍拉普拉斯变换的性质:线性性质、尺度变换性质、时移性质、复频移特性、时域微分特性、卷积定理、s域微分积分性质、时域积分性质以及初值定理和终值定理等内容。
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●5.3拉普拉斯逆变换
本节主要介绍拉普拉斯逆变换的求解方法、重点介绍怎样用部分分式展开法求拉普拉斯逆变换。
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●5.4复频域分析
本节主要介绍连续系统的复频域分析方法,包含微分方程的变换解、系统函数和系统的s域框图等内容。
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第六章离散系统的z域分析
本章是离散系统的变换域分析方法之一 ---Z域分析法,其地位类似于连续系统中的S域分析。主要简化差分方程的求解,并引出系统函数,通过系统函数可以进一步分析和构建系统。
本章首先介绍Z变换、Z变换的性质及逆Z变换,在此基础上介绍差分方程的Z域求解方法,并引出系统函数的概念。 -
●6.1z变换
本节主要介绍双边及单边z变换的定义、收敛域的定义、几类信号的收敛域以及常见信号的z变换等内容。
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●6.2z变换的性质
本节主要介绍z变换的性质:线性性质、移位特性、z域尺度变换性质、卷积定理、z域微分积分性质、k域反转性质、部分和性质以及初值定理和终值定理等内容。
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●6.3逆z变换
本节主要介绍逆z变换的两种求解方法:幂级数展开法和部分分式展开法,重点介绍部分分式展开法。
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●6.4z域分析
本节主要介绍离散系统的复频域分析方法,包含差分方程的变换解、系统函数和系统的z域框图等内容。
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第七章系统函数
本章通过连续或离散系统的系统函数来分析系统的时域响应形式及系统的因果性和稳定性;另一方面借用梅森公式由系统函数来构建系统,包括系统分析及系统综合的部分内容。
本章首先介绍系统函数与系统时域及频域响应的关系,然后由系统函数分析系统的因果性及稳定性;最后介绍信流图及梅森公式并根据系统函数构建系统。 -
●7.1系统函数极点与时域响应及系统稳定性
本节主要是介绍系统函数的极点与时域响应的关系,以及系统稳定性的判定
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●7.2系统的因果性与稳定性
本节主要介绍系统因果性及稳定性判定定理,以及因果稳定系统判定定理
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●7.3信号流图
本节主要介绍信号流图与梅森公式
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●7.4系统结构
本节主要介绍系统实现的三种结构
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第八章系统的状态变量分析
本章主要介绍针对多输入多输出系统的状态方程描述方法。与前面的输入输出描述法相比,这种方法可以分析系统内部变量的变化规律,对工程中需要观察系统内部情况的场合比较适用。
本章先介绍状态变量的概念,然后介绍连续及离散系统状态方程建立的基本方法。 -
●8.1状态变量与状态方程
本节主要介绍状态变量和状态方程的定义
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●8.2连续系统动态方程的建立
本节主要介绍利用信号流图和输入输出方程建立连续系统的动态方程
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●8.3离散系统动态方程的建立
本节主要介绍利用信号流图和输入输出方程建立离散系统的动态方程





