信号与系统课件郑君里版§6.5相关

信号与系统课件郑君里版§

6.5•引言•信号与系统概述目录•信号的运算Contents•系统的性质•系统分析方法•系统设计方法01引言课程背景信号与系统是通信、电子、控制等领域的重要基础课程，主要研究信号的传输、处理和系统分析郑君里版《信号与系统》是该领域的经典教材，被广泛应用于本科和研究生教学该课件旨在帮助学生掌握信号与系统的基础知识，为后续专业课程的学习打下坚实基础学习目标01020304掌握信号的时域和频域了解系统分析的方法，理解信号与系统的基本熟悉线性时不变系统的表示方法，理解傅里叶如系统函数、稳定性分概念、性质和分类描述方法和基本性质变换及其性质析等02信号与系统概述信号的定义与分类总结词详细描述信号是信息传输的载体，具有时间和幅度的变化特性信号是用来传输信息的物理量，它具有随时间变化的特根据不同的特性，信号可以分为确定性信号和随机信点根据不同的特性，信号可以分为确定性信号和随机号、连续信号和离散信号等信号确定性信号是指可以完全预测其未来值的信号，如正弦波、方波等；随机信号则是指无法预测其未来值的信号，如噪声信号此外，根据时间连续性，信号可以分为连续信号和离散信号连续信号是指在时间上连续变化的信号，而离散信号则是在时间上离散变化的信号系统的定义与分类总结词详细描述系统是由相互关联的元素组成的整体，具有输入、输系统是由相互关联的元素组成的整体，它具有输入、输出和转换功能根据不同的特性，系统可以分为线性出和转换功能根据不同的特性，系统可以分为线性系系统和非线性系统、时不变系统和时变系统等统和非线性系统线性系统是指系统的输出与输入成正比关系，而非线性系统则是指系统的输出与输入不成正比关系此外，根据时间变化特性，系统可以分为时不变系统和时变系统时不变系统是指系统的特性不随时间变化的系统，而时变系统则是指系统的特性随时间变化的系统信号与系统的重要性及应用•总结词信号与系统在通信、控制、图像处理等领域具有广泛的应用价值，是现代信息工程的重要基础•详细描述信号与系统是现代信息工程的重要基础，它们在通信、控制、图像处理等领域具有广泛的应用价值在通信领域中，信号与系统被用于传输和处理各种信息，如语音、图像和数据等在控制领域中，信号与系统被用于分析和设计各种控制系统，如飞行器控制系统和工业自动化控制系统等在图像处理领域中，信号与系统被用于分析和处理各种图像信号，如数字图像和视频等因此，掌握信号与系统的基本理论和方法对于从事信息工程领域的工作具有重要意义03信号的运算信号的加法010203信号加法信号加法性质信号加法的应用将两个信号在同一时间点信号加法满足交换律和结在信号处理中，信号的加的值相加，得到一个新的合律，即a+b=b+a，法常用于组合多个信号或信号a+b+c=a+b+c对信号进行叠加信号的乘法信号乘法信号乘法性质信号乘法的应用将两个信号对应时间点的信号乘法不满足交换律，在信号处理中，信号的乘值相乘，得到一个新的信即a*b≠b*a，但满足结合法常用于调制或解调操作，号律，即a*b*c=a*b*c以及生成新的复合信号信号的积分与微分信号的积分信号的微分积分与微分的应用对信号在一定时间范围内的值进求取信号在某一时间点附近的变在信号处理中，积分和微分常用行求和，得到一个数值结果化率，得到一个新的信号于分析信号的波形和变化特性，以及进行滤波、预测等操作04系统的性质线性性质线性性质总结线性系统是指系统的输出量与输入量之间具有线性关系的系统在线性系统中，多个输入信号的响应等于各自响应的叠加，即系统满足齐次性和可加性齐次性对于线性系统，如果输入信号$xt$经过系统得到输出信号$yt$，那么输入信号$kxt$（其中$k$为常数）经过相同的系统将得到输出信号$kyt$可加性对于线性系统，如果输入信号$x_1t+x_2t$经过系统得到输出信号$y_1t+y_2t$，其中$x_1t$和$x_2t$是输入信号，$y_1t$和$y_2t$是对应的输出信号时不变性质时不变性质总结应用时不变系统是指系统的特性不随时间时不变系统广泛应用于通信、控制、变化的系统在时不变系统中，系统信号处理等领域，因为其特性稳定，的传递函数或微分方程不包含时间变易于分析和设计量特点时不变系统的特点是其传递函数或微分方程中的所有参数都是常数，不随时间变化这意味着系统的响应不会因为时间的推移而改变因果性质因果性质总结因果系统是指系统的输出量仅与过去的输入量有关的系统在因果系统中，未来的输入量对当前和过去的输出量没有影响特点因果系统的特点是其传递函数或微分方程只包含过去的输入量，不包含未来的输入量这意味着系统只能对过去的输入做出响应，而不会受到未来的影响应用因果系统在信号处理、控制系统等领域有广泛应用，因为其能够根据过去的输入预测未来的输出稳定性质稳定性质总结01稳定系统是指系统的输出量随着时间的推移逐渐趋近于零的系统在稳定系统中，无论输入信号如何变化，系统的输出量都会逐渐稳定下来特点02稳定系统的特点是其传递函数或微分方程具有特定的稳定性条件，如极点位于复平面的左半部分等这意味着系统对任何输入信号的响应最终都会趋于稳定状态应用03稳定系统在通信、控制、信号处理等领域有广泛应用，因为其能够有效地处理各种输入信号并保持稳定的输出05系统分析方法系统的时域分析方法时域分析定义时域分析方法是在时间域中对系统进行分析的方法，通过建立系统的微分方程或差分方程来描述系统的动态行为时域分析特点时域分析方法能够直接反映系统的动态过程，可以方便地处理系统的初始条件和边界条件，适用于分析非线性系统和时变系统系统的频域分析方法频域分析定义频域分析方法是将信号和系统从时间域转换到频率域进行分析的方法，通过傅里叶变换等工具将信号表示为不同频率分量的叠加频域分析特点频域分析方法能够揭示信号的频率结构和特征，适用于分析线性时不变系统的频率响应和稳定性，便于处理周期信号和非周期信号系统的复域分析方法复域分析定义复域分析方法是将信号和系统从时间域转换到复数域进行分析的方法，通过拉普拉斯变换等工具将系统表示为传递函数的形式复域分析特点复域分析方法能够处理有源系统和无源系统，适用于分析系统的稳定性、极点和零点分布等特性，可以方便地求解线性时不变系统的响应06系统设计方法系统设计的基本原则01020304功能性原则稳定性原则经济性原则可维护性原则系统应满足预定的功能需求，系统应具备在各种工作条件下系统设计应考虑成本效益，选系统应易于维护和升级，方便能够完成规定任务稳定运行的能力，避免出现大择合适的技术和设备，避免浪故障排查和修复的波动或故障费系统设计的实现步骤系统结构设计软件设计根据需求分析，设计系统的整编写和测试软件程序，实现系体结构，划分模块和子系统统功能需求分析硬件选型与配置系统集成与测试明确系统的功能需求、性能指根据系统结构和性能要求，选将硬件和软件集成在一起，进标和约束条件择合适的硬件设备，进行配置行系统测试，确保正常运行和布局系统设计的优化方法数学建模经验设计建立系统的数学模型，进行理根据经验和技术积累，进行系论分析和优化统设计和优化仿真实验多目标优化通过仿真实验对系统性能进行综合考虑多个性能指标，进行评估和优化多目标优化，寻求最优解THANKS。