2021年湖北自考信號(hào)與線性系統(tǒng)課程考試大綱

第一部分  課程性質(zhì)與目標(biāo)
一、課程性質(zhì)與特點(diǎn)

信號(hào)與線性系統(tǒng)是高等教育自學(xué)考試“電氣工程及其自動(dòng)化”專業(yè)（專升本）的一門專業(yè)課程。主要研究信號(hào)與線性系統(tǒng)分析的基本概念、原理、方法與工程應(yīng)用。

二、課程目標(biāo)與基本要求
通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)理解和掌握信號(hào)分析和系統(tǒng)分析的基本方法、理論及應(yīng)用，主要包括以下一些方面的內(nèi)容：
1、掌握信號(hào)的基本描述方法、分類及其基本運(yùn)算；掌握階躍信號(hào)和沖激（脈沖）信號(hào)的物理意義以及性質(zhì)；掌握系統(tǒng)的基本概念和系統(tǒng)的分類；掌握線性時(shí)不變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。
2、掌握周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)展開；掌握信號(hào)頻譜的概念及其特性；掌握傅里葉變換及其基本性質(zhì)；掌握單邊拉普拉斯變換的定義和性質(zhì)以及逆變換的計(jì)算方法。
3、掌握理想采樣模型和采樣定理；掌握z變換的定義、收斂域及基本性質(zhì)；掌握z反變換的計(jì)算方法；掌握離散時(shí)間信號(hào)傅里葉變換（DTFT）。
4、掌握連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的概念及其求解方法；掌握系統(tǒng)的沖激響應(yīng)概念；掌握卷積積分的概念和性質(zhì)；掌握系統(tǒng)的拉普拉斯變換分析方法；掌握系統(tǒng)函數(shù)和頻率響應(yīng)的概念；掌握線性時(shí)不變系統(tǒng)無失真?zhèn)鬏敆l件；掌握理想濾波器特性；掌握系統(tǒng)的連接方式。
5、掌握離散時(shí)間系統(tǒng)零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng)的求解方法；掌握系統(tǒng)的單位樣值響應(yīng)；掌握卷積和的概念及計(jì)算；掌握離散時(shí)間系統(tǒng)z變換分析方法；掌握離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析；掌握理想低通數(shù)字濾波器特性。
三、與本專業(yè)其他課程的關(guān)系
本課程為專業(yè)課，學(xué)習(xí)本課程的先修課程有高等數(shù)學(xué)、電路、電子技術(shù)等，本課程的后續(xù)課程有自動(dòng)控制理論、電力系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)遠(yuǎn)動(dòng)及調(diào)度自動(dòng)化等。

第二部分  考核內(nèi)容與考核目標(biāo)
第一章  信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念
一、學(xué)習(xí)目的與要求
通過學(xué)習(xí)，掌握信號(hào)的基本描述方法、分類及其基本運(yùn)算；理解階躍函數(shù)和沖激（脈沖）函數(shù)；掌握系統(tǒng)的基本概念和描述方法。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)
（一）信號(hào)的概念（次重點(diǎn)）
1、信號(hào)的定義（理解）；2、信號(hào)的描述（識(shí)記）。
（二）信號(hào)的分類（一般）
1、確定信號(hào)與隨機(jī)信號(hào)（識(shí)記）；2、連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)（識(shí)記）；3、周期信號(hào)與非周期信號(hào)（識(shí)記）；4、能量信號(hào)與功率信號(hào)（識(shí)記）。
（三）階躍信號(hào)與沖激（脈沖）信號(hào)（重點(diǎn)）
1、連續(xù)時(shí)間單位階躍信號(hào)與單位沖激信號(hào)（理解），2、離散時(shí)間單位階躍序列與單位脈沖序列（理解）。
（四）信號(hào)的基本運(yùn)算（重點(diǎn)）
1、連續(xù)時(shí)間信號(hào)的基本運(yùn)算（理解），2、離散時(shí)間信號(hào)的基本運(yùn)算（理解）。
（五）系統(tǒng)的定義（次重點(diǎn)）
（六）系統(tǒng)的分類（次重點(diǎn)）
1、線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)（理解），2、時(shí)變系統(tǒng)與非時(shí)變系統(tǒng)（理解），3、因果系統(tǒng)與非因果系統(tǒng)（理解），4、穩(wěn)定系統(tǒng)與非穩(wěn)定系統(tǒng)（理解）。
（七）線性時(shí)不變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（重點(diǎn)）
1、連續(xù)時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（理解），2、離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型（理解）。
（八）信號(hào)分析與處理簡(jiǎn)述(一般)
1、信號(hào)分析（識(shí)記），2、信號(hào)處理（識(shí)記）。

第2章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)的分析
一、學(xué)習(xí)目的與要求
通過學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)利用傅里葉級(jí)數(shù)將周期信號(hào)表示為一系列不同頻率的正弦信號(hào)之和；深刻理解信號(hào)頻譜的概念，熟練掌握傅里葉變換及其性質(zhì)；掌握單邊拉普拉斯變換的定義和性質(zhì)以及逆變換的計(jì)算方法（部分分式分解法）。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)
（一）周期信號(hào)的正交分解（重點(diǎn)）
1、信號(hào)的正交分解（識(shí)記），2、周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)（理解），3、周期信號(hào)的頻譜（理解），4、周期信號(hào)的功率譜（識(shí)記）。
（二）非周期信號(hào)的傅里葉變換（重點(diǎn)）
1、從傅里葉級(jí)數(shù)到傅里葉變換（識(shí)記），2、典型非周期信號(hào)的傅里葉變換（理解），3、傅里葉變換的性質(zhì)（理解）。
（三）周期信號(hào)的傅里葉變換（次重點(diǎn)）
（四）信號(hào)的拉普拉斯變換（次重點(diǎn)）
1、拉普拉斯變換的定義（理解），2、拉普拉斯逆變換（理解）。

第3章 離散時(shí)間信號(hào)的分析
一、學(xué)習(xí)目的與要求
通過學(xué)習(xí)，掌握連續(xù)信號(hào)的理想采樣模型及采樣定理；理解z變換及z變換的性質(zhì)；了解z變換與拉氏變換的關(guān)系；初步學(xué)會(huì)離散信號(hào)的z變換、逆z變換；深刻理解離散時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)
（一）離散時(shí)間信號(hào)的生成（次重點(diǎn)）
1、采樣定理（理解），2、信號(hào)的內(nèi)插恢復(fù)（識(shí)記），3、實(shí)際采樣與理想采樣的差別（識(shí)記），4、離散時(shí)間信號(hào)的兩種表示形式（理解）。
（二）離散時(shí)間信號(hào)的z域分析（重點(diǎn)）    
1、z變換的定義（理解），2、z變換的收斂域（識(shí)記），3、常用序列的z變換（理解），4、z變換的性質(zhì)（識(shí)記），5、逆z變換（理解）。
（三）離散時(shí)間信號(hào)的傅里葉分析（重點(diǎn)）
1、離散信號(hào)的變換與傅里葉變換的關(guān)系（識(shí)記），2、離散時(shí)間傅里葉變換（DTFT）（理解），3、離散周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)DFS（理解），4、離散周期信號(hào)的傅里葉變換（識(shí)記）。

第4章  連續(xù)時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的分析
一、學(xué)習(xí)目的與要求
通過學(xué)習(xí)，熟悉線性時(shí)不變系統(tǒng)的求解方法，重點(diǎn)掌握零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)和全響應(yīng)的概念；會(huì)計(jì)算沖激響應(yīng)；深入理解利用卷積積分計(jì)算零狀態(tài)響應(yīng)并學(xué)會(huì)二個(gè)簡(jiǎn)單函數(shù)的卷積積分；掌握系統(tǒng)的拉普拉斯變換分析方法；掌握系統(tǒng)頻率響應(yīng)的概念；掌握復(fù)合系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)
（一）連續(xù)時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的響應(yīng)（重點(diǎn)）
1、連續(xù)時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的初始條件（識(shí)記），2、連續(xù)時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)（理解），3、連續(xù)時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)（理解），4、連續(xù)時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的全響應(yīng)（理解）。
（二）卷積積分（重點(diǎn)）
1、連續(xù)時(shí)間信號(hào)的時(shí)域分解（識(shí)記），2、單位沖激響應(yīng)（理解），3、零狀態(tài)響應(yīng)的卷積積分描述（理解），4、卷積積分的計(jì)算與性質(zhì)（理解）。
（三）連續(xù)時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的復(fù)頻域分析
1、拉普拉斯變換求解系統(tǒng)（理解），2、系統(tǒng)函數(shù)（理解），3、由系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布確定時(shí)域特性（識(shí)記），4、系統(tǒng)的因果性與穩(wěn)定性（理解）。
（四）連續(xù)時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的頻域分析（重點(diǎn)）
1、系統(tǒng)的頻率特性（理解），2、連續(xù)時(shí)間信號(hào)通過系統(tǒng)的頻域分析（應(yīng)用），3、無失真?zhèn)鬏斚到y(tǒng)（識(shí)記），4、理想模擬濾波器（理解）。
（五）復(fù)合系統(tǒng)（次重點(diǎn)）
1、系統(tǒng)的連接形式（理解），2、復(fù)合系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)（理解）。

第5章 離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的分析
一、學(xué)習(xí)目的與要求
通過學(xué)習(xí)，掌握離散時(shí)間系統(tǒng)系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)、零狀態(tài)響應(yīng)、全響應(yīng)、單位脈沖響應(yīng)；深入理解卷積和的性質(zhì)及其計(jì)算技巧(方法)；學(xué)會(huì)離散系統(tǒng)的z變換域分析方法，深刻理解離散時(shí)間系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)；掌握離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的頻域分析。
二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)
（一）離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的響應(yīng)（次重點(diǎn)）
1、離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的初始條件與響應(yīng)的迭代求解（識(shí)記），2離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)（理解），3、離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)（理解），4、離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的完全響應(yīng)（理解）。
（二）卷積和（重點(diǎn)）
1、離散時(shí)間信號(hào)的時(shí)域分解（理解），2、單位脈沖響應(yīng)（理解），3、零狀態(tài)響應(yīng)的卷積和描述（理解），4、卷積和的計(jì)算與性質(zhì)（理解）。
（三）離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的z域分析（重點(diǎn)）
1、z變換解差分方程（理解），2、系統(tǒng)函數(shù)（理解），3、由系統(tǒng)函數(shù)的零極點(diǎn)分布確定時(shí)域特性（識(shí)記），4、系統(tǒng)的因果性和穩(wěn)定性（理解）。
（四）離散時(shí)間線性時(shí)不變系統(tǒng)的頻域分析（重點(diǎn)）
1、系統(tǒng)的頻率特性（理解），2、離散時(shí)間信號(hào)通過系統(tǒng)的頻域分析（應(yīng)用），3、理想低通數(shù)字濾波器（識(shí)記）

第三部分  有關(guān)說明與實(shí)施要求
一、考核的能力層次表述
本大綱在考核目標(biāo)中，按照“識(shí)記”、“理解”、“應(yīng)用”三個(gè)能力層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。各能力層次為遞進(jìn)等級(jí)關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上，其含義是：
識(shí)記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識(shí)的含義，并能正確認(rèn)識(shí)和表述，是低層次的要求。
理解：在識(shí)記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。
應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運(yùn)用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學(xué)過的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)分析和解決有關(guān)的理論問題和實(shí)際問題，是最高層次的要求。

二、教材
1、指定教材：吉培榮，李海軍，鄒紅波. 信號(hào)分析與處理. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2015.
2、參考教材：鄭君里，應(yīng)啟珩，楊為里．信號(hào)與系統(tǒng)．3版．北京：高等教育出版社，2011．

三、自學(xué)方法指導(dǎo)
1、在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關(guān)這一章的考核知識(shí)點(diǎn)及對(duì)知識(shí)點(diǎn)的能力層次要求和考核目標(biāo)，以便在閱讀教材時(shí)做到心中有數(shù)，