《信号与系统》哈工大讲义.ppt

信号与系统 SignalsandSystems哈尔滨工业大学自动化测试与控制研究所 刘旺逸夫楼609室86413532 860913895788959 课程学习要求 保持良好的课堂秩序严格遵守上课纪律 随机抽查三次旷课或6次迟到 早退取消考试资格 认真完成课后作业 作业缺1 3取消考试资格 积极完成实验教学内容 实验缺1 3取消考试资格 主要讲述章节 第1章第2章第3章第4章第5章第6 2 6 3 6 4小节第7章第8章第12章 参考文献 Alanv Oppenheim 刘树棠译 信号与系统 西安交通大学出版社王宝祥 信号与系统 哈尔滨工业大学出版社陆哲明 赵春晖 孙圣和 信号与系统学习与考研指导 科学出版社 学习目的和意义 后续课程 通信 控制和数字信号处理 基础实际工程 IT行业 股票分析 医学 航天航空 地质 基础应用基础研究 图像处理 语音处理 数据挖掘 先导课程考研 专业基础课 第一章绪论 本章主要研究内容 信号与系统研究内容信号描述与信号运算信号分解 1 1信号与系统研究内容 一 信号1 概念 消息 信号 信息 函数MessageSignalInformationFunction具体内容 表现形式 消息有效成分 信号表达式 单值函数 信号 消息的运载工具和表现形式 消息传递方式的历史 光信号声信号电信号现代 GPS 网络 1 1信号与系统研究内容 2 分类 信号函数表达式确定性确定信号 能表示成时间确定函数 用在控制系统中 随机信号 不能表示成时间确定函数 只能知道其概率分布 用在通信系统中 周期性周期 非周期 伪随机 T很大的周期信号 混沌 Chaos 信号 1 1信号与系统研究内容 时间函数取值连续性 1 1信号与系统研究内容 例1 判断信号类型 习题1 1 连续时间信号模拟信号 连续时间离散幅度信号 1 1信号与系统研究内容 例1 判断信号类型 习题1 1 离散时间信号数字信号 离散时间信号抽样信号 1 1信号与系统研究内容 例1 判断信号类型 习题1 1 离散时间信号数字信号 离散时间信号数字信号 1 1信号与系统研究内容 自变量个数 1 1信号与系统研究内容 能量和功率特性 1 1信号与系统研究内容 调制系统中 调制信号载波信号已调信号 1 1信号与系统研究内容 3 信号分析 信号描述 运算 分解 频谱分析 相关分析 信号检测4 信号变换 源自信号的正交分解 傅氏变换 拉氏变换 Z变换 DTFT DFT5 信号处理 信号变换是其中一部分 服务于信号传输 变换 滤波 压缩 增强 分割 1 1信号与系统研究内容 二 系统1 概念 系统 若干相互作用和相互依赖的事物所组成的具有特定功能的整体 系统 电路 网络 i 系统强调功能与特性 关心全局 ii 电路强调结构与参数 关心局部 广义系统分类物理 非物理 自然 人工 e t r t 1 1信号与系统研究内容 2 信号与系统关系相辅相成 离开信号 系统无存在必要 信号必须通过系统得以传输和处理3 分类 1 1信号与系统研究内容 L C微分 差分方程 1 1信号与系统研究内容 线性系统 叠加性 均匀性 非线性系统 时变 参数随时间变化 时不变 参数不随时间变化 a1e1 t a2e2 t e1 t e2 t r1 t r2 t a1r1 t a2r2 t e t r t e t t0 r t t0 1 1信号与系统研究内容 1 1信号与系统研究内容 1 1信号与系统研究内容 4 线性时不变系统 LinearTimeInvariant LTI LTI系统 满足叠加性 满足均匀性 满足时不变特性 线性 1 1信号与系统研究内容 满足微 积 分特性 因果特性 若不存在激励 且起始状态为0 则线性常系数微分方程描述的系统满足因果性 即 线性时不变系统未必就满足因果性 1 1信号与系统研究内容 例2 判断下列系统特性 因果 线性 时不变 稳定 i 线性 ii 时不变 1 1信号与系统研究内容 iii 因果 iv 稳定 i 线性 1 1信号与系统研究内容 ii 时变 iii 非因果 iV 稳定 1 1信号与系统研究内容 r t e t cos t i 线性 ii 时变 iii 因果 iv 稳定 r t e t cos t 1 1信号与系统研究内容 r t i 非线性 ii 时不变 iii 因果 iv 稳定 1 1信号与系统研究内容 5 系统分析 已知e t 和系统求响应r t 步骤i 建立数学模型 用框图或数学表达式描述ii 求解数学模型 已知数学模型或输入激励 方法i 描述方法 输入 输出描述法 状态变量描述法ii 求解方法 时域 经典 卷积 数值 和变换域 频域 复频域 Z域 FFT iii 非线性方法 人工神经网 遗传算法 模糊理论 1 1信号与系统研究内容 1 1信号与系统研究内容 i 相加ii 倍乘 iii 积分 框图中三种基本单元 1 1信号与系统研究内容 例3 根据图写微分方程或根据微分方程画框图 1 1信号与系统研究内容 1 1信号与系统研究内容 解 令 根据此方程 可以画出方框图为 1 1信号与系统研究内容 1 1信号与系统研究内容 6 系统综合 已知激励和响应 求系统 关系 分析是综合的基础7 系统工程学 利用系统理论设计和优化系统工程 作业 1 2 1 3 5 1 3 1 19 1 20 1 3 5 7 1 21 1 23 1 1信号与系统研究内容