信号与系统课程总结

中国电力教育ＣＥＰＥ　

“信号与　１日　—一Ｊ　系统”课程建设的思考　

徐晓丽　２００９年４月上总第１　３４期　

摘要：为使学生的知识结构更适应需求，针对自动化专业“电路原理”、“信号与系统”、“数字信号处理”、“自动控制原理及ＭＡＴＬＡＢ”　

课程设置和教学内容上存在的问题提出了几点构想，做到全面的整合，希望能更好地利用教学资源，达到有效的学习效果。　

关键词：电路原理；信号与系统；数字信号处理；自动控制原理；ＭＡＴＬＡＢ　作者简介：徐晓丽（ｔ９７２一），女，江苏泰州人，上海电力学院信　与控制技术系，副教授，主要研究方向：智能控制与故障诊断。　

（上海２０００９０）　基金项目：本文系上海电力学院精品课程建设项目的研究成果。　

工科高等教育应针对综合素质教育，而非应试教育。传统　的教学模式必须向提高学生综合素质、理论与实践相结合的能　

力的目标发展，并将培养学生的创新精神与创新能力作为重点。　

“信号与系统”是几乎所有电类与机械类相关专业学科本科　

生必修的重要专业基础课程，是进一步学习“数字信号处理”、　

“数字图像处理”、“通信原理”、“ＤＳＰ基础与实践”等课程的基　

础。本课程主要讨论确定性信号的时域和频域分析，线性时不　变系统的描述与特性，以及信号通过线性时不变系统的时域分　

析与变换域分析。通过本课程的学习，使学生牢固掌握信号与系　

统的时域、变换域分析的基本原理和基本方法，理解傅里叶变　

换、拉普拉斯变换、Ｚ变换的数学概念、物理概念与工程概念，　

掌握利用信号与系统的基本理论与方法、分析和解决实际问题　

的基本方法，为进一步学习后续课程打下坚实的基础。　

近年来，为了提高学生的全面素质，各高校都在调整教学　计划和课程门类，优化课程体系以使学生的知识结构适应２１世　纪的人才需求。课程门类的增多必然使教学内容和教学质量产　

生矛盾。目前，本课程与很多其他课程面临同样的问题：教学　

内容较多、教学学时却不断减少　本课程所涉及的数学知识面　

第 页 信号与系统总结报告

信号与系统是一门电子信息类本科阶段的专业基础课。通过本学期对该课程的学习，我了解了什么是信号，什么是系统，掌握了基本的信号分析的理论和方法和对线性时不变系统的描述方法，并且对求解微分方程有了一定的了解。最后学习了傅里叶变换和拉普拉斯变换，明白了如何用matlab去求解本课程的问题。

1.1信号与系统

信号是一种物理量（电，光，声）的变化，近代中使用的电台发出的电磁波也是一种信号，所以信号本身是带有信息的。而系统是一组相互有联系的事物并具有特定功能的整体，又分为物理系统和非物理系统，每一个系统都有各自的数学模型，两个不同的系统可能有相同的数学模型。

1.2信号

从不同的角度看，信号也有不同的分类。信号可分为确定性信号和随机性信号，周期信号与非周期信号，连续时间信号与离散时间信号。还有一种离散信号：采样信号和数字信号。在该课程中，还有几种类似数学函数的信号，指数信号和正弦信号；其表达式与对应的函数表达式也类似。另外，如果指数信号的指数因子为一复数，则称为复指数信号，其表达式为 f(t)=Kest,s=σ+jw。还有一种Sa(t)函数，其表达式为sint/t。从数学上来讲，它也是一个偶函数。

1.2.1 信号的运算

另外，信号也可以像数字那样进行运算，可以进行加减，数乘运算。信号的运算以图像为基础进行运算；包括反褶运算：f(t)->f(-t),以y轴为轴，将图像对称到另一边，时移运算：f(t)->f(t-t1),该运算移动法则类似数学上的左加右减；尺度变换运算：f(t)->f(2t)表示将图像压缩。除此之外，信号还有微分， 第 页 积分运算，运算过后仍然是一个信号。

信号(xìnhào)与系统课设心得体会

信号(xìnhào)与系统课设心得体会

经过四周的时间，我们的信号与系统测试实验课画上了一个句号。可以说，信号与系统测试实验课是我们真正的开始接触这个学科，因为以前学的都是理论知识，学懂得(dǒng de)仅仅是理论，而信号与系统测试实验课就给了我们这样一个将理论付诸于时间的时机，在这四周的实验课中，我收获了很多很多，也许会了很多很多。

可以说，这是我们第一次真正的进实验室，初中的实验室都是那些很简单的器材，以前也对大学的实验室充满了好奇，很想亲自送到实验室去体验体验。然而，进了实验室我才发现，实验室并不像我的那样好玩，恰恰相反，实验室需要很严肃认真，来不得丝毫的玩笑。每一个实验都要求很严格(yángé)，只有认真的预习好实验的原理与详细操作方法，然后在实验时按照要求完成每一个步骤，才可以完成实验任务。每一个微小的错误都有可能导致数据不准备，得不到正确的结论，所以在做实验的时候必须有一个严谨的态度。

在这短短的四周(sìzhōu)时间了，我们一共做了四个实验。清楚是“信号的观察与分类”、“非正弦周期信号的频谱分析”、“信号的抽样与恢复（PAM）”、“模拟滤波器实验”。通过这四个实验，我们根本上将所学的信号与系统的知识得到了全面的应用。

“信号的观察与分类”实验中各种常用的信号，这就要求对常用信号的波形特点及产生方法有所理解。经过第一次的实验课，我不仅对各个常用信号的波形有了更深化的理解，也对信号的产生有了一定的认识。在这个试验中，还用到了示波器，进过这次试验，根本理解了示波器的使用方法，各个按钮的功能，还有如何利用示波器显示出需要的信号。

“非正弦周期信号的频谱分析”实验中要求我们队非正弦周期信号的离散型、谐波性、频谱特性等有一定的理解，以及如何测试非正弦周期信号。在这个实验中，我接触到了频谱仪和DDS信号源。频谱仪是一个很精细专业的仪器，能在本科阶段就接触到频谱仪我们真的很幸运，经过老师的讲解，对频谱仪的使用有了初步(chūbù)理解，并借助频谱仪得到了非正弦周期信号的频谱；DDS信号源也是以前所没有见到的，如今理解了这是一个产生各种信号的信号源。经过这个实验，对非正弦周期信号的频谱有了深化的理解，也理解了傅里叶变换的本质。

第一章 信号与系统分析导论

一．信号的描述及分类

信号是消息的表现形式与传送载体，消息则是信号的具体内容。

1. 信号的分类：

（1）从信号的确定性划分：确定信号 与 随机信号

（2）从信号在时间轴上取值是否连续划分：连续信号 与 离散信号

（3）从信号的周期性划分：周期信号 与 非周期信号

（4）从信号的可积性划分：能量信号 与 功率信号

重点讨论：确定信号

特别注意：离散信号 的自变量 要求取整数

2. 能量信号定义： 0 < W < ，P = 0。

功率信号定义： W  ，0 < P < 。

直流信号与周期信号都是功率信号。

二．系统的描述及其分类

1. 描述：

（1）数学模型

输入输出描述：N阶微分方程或N阶差分方程

状态空间描述：N个一阶微分方程组或N个一阶差分方程组

（2）方框图表示

2. 分类：

（一）连续时间系统 与 离散时间系统

（二）线性系统 与 非线性系统

无初始状态：

线性：均匀特性 与 叠加特性 见教案例1-3

若：

有：

其中  、 为任意常数-------线性系统

线性系统的数学模型是线性微分方程式或线性差分方程式

含有初始状态：见教案例1-4

完全响应、零输入响应、零状态响应定义

从三方面判别：1、具有可分解性：

2、零输入线性

3、零状态线性

（三）时不变系统 与 时变系统

见教案例1-5

时不变特性：

kfk)()(),()(2211tytftytf)()()()(2121tytytftf)()()(tytytyfxtyx0y0tyftf0)()(tytff)()(00ttyttff线性时不变系统数学模型：定常系数的线性微分方程式或差分方程式

线性时不变性的判别见教案总结