工程信号与系统

大家对时域內系统分析的运算望而生畏,而变换域分析法将会开拓思路、化繁为简。转变视角后,将看到更多系统的特性,从而了解信号处理在滤波器设计、稳定性分析、图像工程等的应用。让我们一起跟随西安电子科技大学的郭宝龙教授,来学习“工程信号与系统”课程,将带领大家领略信息处理技术的神奇魅力。

西安电子科技大学

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  • 分类: 电子
  • 平台: 中国大学MOOC
  • 语言: 中文

课程概述

工程信号与系统课程作为电子信息类专业的专业基础课,占有重要的基础地位。本课程的目的是在教学内容中渗透工程理念,通过知识的有序组织、理论结合实际、应用知识分析问题和系统综合设计等内容的介绍,达到培养学生由问题到目标的探索学习能力、逻辑思维分析能力,运用知识解决问题的实践动手能力。

本课程“工程信号与系统”详细介绍系统分析理论中的变换域分析方法以及工程应用,突出了问题驱动学习和工程案例分析。每讲加强工程案例的分析,配备了Matlab示例,激发学生对工程问题进行深入思考的兴趣。本课程重视学科前沿知识的引入和交叉融合,引入“小波分析”,重点阐述其概念和特性,将传统理论延伸到当代信息处理技术前沿。本课程重视与后续课程的知识衔接,重点强调了对数字信号处理、自动控制原理、小波分析等相关课程的入门引导,达到开窗搭桥的效果。

西安电子科技大学的信号与系统课程在2013年被评为“国家精品课程资源共享课”,定位“资源共享面向社会”,采用了图、文、声、像、动画等多媒体技术,使内容生动活泼,易于理解。在资源共享课的基础上,工程信号与系统MOOC的建设得以完善。此次发布的“工程信号与系统”涵盖了拉普拉斯变换与复频域分析、z变换分析、系统的状态空间分析、小波分析理论简介,共计86个视频,视频累计14小时。

证书要求

课程成绩满分100分,由三个部分组成,每周测试20%,课程讨论占10%,考试成绩占70%。完成全部的课程学习,由任课教师签发课程结业证书,其中60≤成绩<80者获得合格证书,成绩≥80者将获得优秀证书。

预备知识

高等数学、线性代数、电路分析基础

授课大纲

第一部分 拉普拉斯变换与复频域分析(1-7讲)

拉普拉斯变换基本理论、拉普拉斯变换应用于电路分析、连续系统的复频域分析法、连续系统的信号流图与系统模拟、零极点配置在模拟滤波器的应用分析。

第二部分 z变换分析(8-12讲)

Z变换基本理论、离散时间系统的z变换分析法、信号流图与系统模拟、频率响应特性、数字滤波器设计及分析。

第三部分 系统的状态空间分析(13-14讲)

连续系统状态变量、连续系统状态方程的建立方法、离散系统状态变量、离散系统的状态方程建立方法、状态方程的s域求解、利用状态方程判断系统稳定。

第四部分 小波分析理论简介(15-16讲)

短时傅里叶变换、小波的定义、离散小波函数、Haar小波、应用案例。

参考资料

1.郭宝龙 闫允一 朱娟娟 吴宪祥 《工程信号与系统》 高等教育出版社 2014.
2. 吴大正 杨林耀 张永瑞 王松林 郭宝龙 《信号与线性系统分析》(第4版) 高等教育出版社 2005.
3. 王松林 郭宝龙 《信号与线性系统分析(第4版)电子教案》高等教育出版社2011.
4.郭宝龙 陈生潭 冯宗哲等 《信号与系统网络课程》高等教育出版社 2005.
5. 国家精品课程信号与系统资源共享课网址:
http://www.icourses.cn/coursestatic/course_4233.html
6. 西电学堂–“信号与系统”网址:
http://xt.xidian.edu.cn/G2S/ShowSystem/Index.aspx
7.A.V.Oppenheim,A.S.Willsky with S.h.Nawab. 《Signals and Systems》(Second edition).Prentice-Hall 1997.
中译:刘树棠译 《信号与系统》 (第二版)西安交通大学出版社 1998.

常见问题

问题1:工程信号与系统课程的难点在哪里?
回答:我们此次开设的工程信号与系统,其中的拉普拉斯变换、z变换、以及变换域系统分析是重点内容,掌握基本的响应求解之外,还需要了解工程案例原理。另外,状态空间分析,需要掌握状态方程的建立方法,以及利用状态方程判断系统稳定性。最后一部分的小波分析简介是拓展概念。

问题2:参加工程信号与系统课程需要学过什么课程?
回答:一般来说,该课程适合大二下学期的学生来学习,需要大一的高等数学、线性代数、大二的电路分析基础。该课程为大三的专业课,比如:数字信号处理、自动控制、通信原理等打下基础。

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