《信号与系统A》课程教学大纲(本科).pdf

信号与系统A(SignalandSystemA)课程编号：05410022学分：3.0学时：48（其中：课堂教学学时：48实验学时：0上机学时：0课程实践学时：0）先修课程：高等数学、线性代数、复变函数与积分变换、电路原理适用专业：生物医学工程教材：《信号与系统》，许波，机械工业出版社，2015.08一、课程性质与课程目标（一）课程性质《信号与系统》是生物医学工程专业的一门理论性与实践性很强的专业基础课。它建立在高等数学、线性代数、电路、复变函数与积分变换等先修课程知识的基础上。通过本课程的学习，使学生掌握确定性信号通过线性时不变（LTI）系统的基本理论和基本分析方法，以及基本实验技能，为学习有关后续课程准备必要的基础知识，为将来从事工程技术工作及科学研究打下基础。本课程既培养学生的逻辑思维能力，又为将来学生独立分析和解决实际工程应用问题奠定基础。本课程重视理论与实际结合，通过专门开设的相应的实验课来提高学生分析问题、解决问题的能力。（二）课程目标《信号与系统》课程主要介绍信号与线性系统的基本概念、讨论确定性信号的特性和线性时不变系统的基本理论和基本分析方法，建立信号分析与系统分析之间的逻辑关系；明确时域分析与变换域分析的相互关系以及各自的适用范围。在时域分析中，包括基本信号的数学定义和性质、信号的变换与运算以及系统的描述与时域特性等；在变换域分析中，包括傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换的数学概念、基本性质和工程应用背景等，建立信号频谱与系统函数的概念。具体如下：课程目标1：掌握连续及离散时间信号时域分析（基本概念、特性、运算和变换等）；课程目标2：掌握线性时不变（LTI）系统的时域分析方法（经典法、双零法），能够建立系统的时域数学模型，对模型进行正确的求解；课程目标3：掌握连续时间信号的频域及复频域分析及其相关性质，能够做出信号的频谱，分析信号的频域或复频域特性，捕捉信号的特征；课程目标4：掌握LTI连续时间系统的频域及复频域分析方法，能够确定系统的系统函数，分析解决基本工程问题。课程目标5：掌握离散时间信号的Z变换分析，能运用Z变换分析法分析离散时间系统的响应。课程目标6：理解状态变量的选取，掌握线性时不变系统状态方程和输出方程的建立。1（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支持的专业培养计划中的毕业要求1、2、3、4、5、7、8和9。1.毕业要求1.具备从事生物医学工程专业工作所需的数理科学、自然科学与经济管理知识,具有应用这些知识进行思维、感知、分析和推理的能力。2.毕业要求2.通过对生命科学基本原理和基础医学知识的学习，结合自然科学与工程科学知识，具有分析与解决生物医学工程领域复杂工程问题的能力。3.毕业要求3.具备较强的创新意识，能够综合考虑社会、法律、安全、健康、文化及环境等因素，进行专业相关设计与开发。4.毕业要求4.掌握电子、计算机和信息处理等专业基本知识，通过生物医学信号的获取，具备对其进行分析、处理、模拟和识别的能力。5.毕业要求5.能够熟练掌握并应用各种电子仪器与设备，具备对医学电子设备进行分析、研发和使用维护的能力。6.毕业要求7.具有人文社会科学素养和社会责任感，能够严守职业道德，具有较强的团队合作能力和责任心。7.毕业要求8.具备一定的国际视野和国际交流能力，能够就专业领域问题与同行及公众进行合理的沟通与交流。8.毕业要求9.具有自主学习的意识，树立终身学习的决心，可以通过各种现代化的工具与手段，不断学习，以提高自身适应社会的能力。课程目标课程目标1课程目标2课程目标3课程目标4课程目标5课程目标6毕业要求毕业要求1MMM毕业要求2MMM毕业要求3M毕业要求4LLL毕业要求5HHH毕业要求7LL毕业要求8MMM毕业要求9HHH二、课程内容及要求第一章信号与系统的基本概念（一）教学内容21.信号的概念与分类：确定/随机信号、离散/连续信号等。2.基本连续时间信号：抽样信号、冲激函数和阶跃函数等。3.信号的变换与脉冲分解。4.系统的描述与分类：线性时不变系统。5.线性时不变系统的性质，能够分析、判定线性时不变系统，并应用其性质。（二）教学要求1.了解本课程的性质、研究对象、方法、目的与基本任务。2.掌握常见的基本连续时间信号及性质。3.理解自变量变换引起的信号变换和信号的脉冲分解。4.掌握判断线性时不变系统的判定方法，熟练应用。5.掌握LTI系统的基本性质。（三）重点与难点1.重点基本的连续时间信号及其特性；线性时不变系统的判定及应用。2.难点线性时不变系统的判定及其特性应用。第二章连续时间系统的时域分析（一）教学内容1.线性时不变系统的时域数学模型。2.冲激响应的求解：直接法、间接法。3.卷积的定义、求解及性质：代数性质、微积分性质、跟冲激函数的卷积等。4.线性系统响应的时域求解：经典解