1.1讲 视频在线视频

同学们好

这一讲是本课程的第一讲

跟大家聊聊

信号与系统是一门什么样的课

从功能上看

“信号与系统”是高等学校本科通信工程

电子信息工程

物联网工程

网络工程

机电一体化

自动控制等专业的一门重要专业基础课程

它对理工科学生自学习能力的训练

分析问题和解决问题能力的提高

科学思维 实践技能及综合素质的培养有着深远的影响

它不仅是本科生培养计划中的必修课

而且也是不少专业研究生入学考试的必考科目

在本科教学环节中占有极其重要的地位

是我们学习信息理论

掌握信息技术

促进国家信息化建设的

理论基础

有人甚至把它比喻为开启21世纪信息科学殿堂的一把钥匙

从内容上看

信号与系统与其说是一门专业课

不如说是一门具有专业特色的数学课更准确

下面我们看看信号与系统的关系

本课程涉及两个主体

信号和系统

信号可认为是数学函数

而系统可看作对信号进行某种变换的算法或模块

显然

“信号”是“系统”处理的对象

“系统”是处理“信号”的主体

两者相辅相成

我们用一个实例来描述信号及系统

这是一个大家熟悉的变压器实物

为便于理论分析

我们将它抽象为一个电路符号

左边是匝数为n1的初级线圈

右边是匝数为n2的次级线圈

若在变压器初级输入一个电压信号uit

则变压器就会在次级输出一个电压信号uot

输出电压与输入电压的关系是

为了便于对类似实物和信号处理设备的理论分析

我们把变压器电路再抽象为一个普适功能模块

用一个矩形框表示

则这个矩形框就可认为是系统

左端的输入信号ft被称为激励

右端的输出信号yt被称为响应

如果我们用数学语言描述这两个物理系统的话

那么

变压器图可用一个系数为K的乘法器表示

普适系统图可以用具有通用变换功能T[.]的模块表示

这里

T表示变换或处理

中括号里的点表示被处理的对象

也就是激励信号

这样

我们就可以把激励响应与系统

用一个数学模型或表达式联系起来

因为该数学模型在本课程中就是微分 差分和状态方程

所以

该课程自始至终贯穿着一条主线

即求解数学模型

通俗地说

就是“解方程”

围绕着这条主线派生出不同的求解方法

并由此构成本课程的主要知识点

由于信号和系统是本课程的核心

所以

全部分析工作都是围绕着它们俩展开

对“信号”的分析工作主要包括

1 信号的建模

将现实生活中遇到的各种物理信号通过数学方法

抽象为一个数学表达式的过程就是“数学建模”

其目的是将物理信号变成可以“纸上谈兵”的数学函数

2 信号的分解和组合

将一个信号分解为其他信号的线性组合形式

或者说

用一组信号的线性组合去表达另一个信号

对“系统”的分析工作主要指

在给定系统的前提下

分析系统对不同输入信号的变换特性

或者说

研究任意激励下系统响应的求解方法

下面

我们用一棵树展示本课程的全部内容

树干是主线

即解方程

我们需要求解三种系统模型

即微分方程 差分方程和状态方程

树叶就是对这三种方程的各种求解方法

包括三种时域法和实频域法 复频域法及z域法三种变换域法

时域法有经典法 卷积法和卷和法

变换域法有傅氏级数法 傅氏变换法

s域模型法 系统函数法等

简言之

“信号与系统”课程主要由“信号分析”

和“系统分析”两大部分构成

主要讲的是

在时域和变换域中对线性微分方程或差分方程

进行求解的方法或手段

综上所述

我们认为“信号与系统”是一门

以研究系统性能为目的

以信号和系统为核心

以数学知识为工具

以建立数学模型为前提

以求解系统模型为手段的专业基础课程

好

以上就是今天的全部内容

下面进入问答环节

老师

感觉这门课很难

有没有好的学习方法呢

对绝大多数人而言

学习都是痛苦的

也没有一个普适的通用方法

但我认为

认真听讲

仔细看书

勤于思考

多做习题应该是学好所有课程的基本要求

如果再能做到自问自答

那么

离100分就更近了一步

老师

感觉这门课与我们的专业有距离

学这门课对将来的工作有什么用呢

从内容上看

这门课偏重理论

但它是很多应用技术的基础

学习这门课的最大好处就是

可以掌握一种分析实际问题及解决实际问题的

普适思路或方法

以上就是本讲的全部内容

同学们再见