信号与系统复习课件.pptx

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1、信号与系信号与系统统复复习课习课件件contents目录信号与系统概述信号的基本特性系统分析方法系统特性与分类信号通过系统的响应系统设计与实践应用01信号与系信号与系统统概述概述信号是传输信息的物理量，可以分为确定性信号和随机信号。总结词信号是用来传输信息的物理量，它可以表示声音、图像、文字等不同形式的信息。根据信号的性质，可以将信号分为确定性信号和随机信号。确定性信号是具有确定数学表达式或规律的信号，如正弦波、方波等；随机信号则是无法用数学表达式描述的信号，如噪声、地震波等。详细描述信号的定义与分类系统的定义与分类系统是由若干相互关联和相互作用的元素组成的整体，可以分为线性系统和非线性系统。

2、总结词系统是由若干相互关联和相互作用的元素组成的整体，这些元素可以是电路元件、机械零件、生物细胞等。根据系统的性质，可以将系统分为线性系统和非线性系统。线性系统是指系统的输出与输入成正比关系的系统，即满足叠加性和齐次性；非线性系统则是指系统的输出与输入不成正比关系的系统，即不满足叠加性和齐次性。详细描述信号与系统在通信、控制、图像处理等领域具有广泛应用。总结词信号与系统是信息传输和处理的基础，在通信、控制、图像处理等领域具有广泛应用。在通信领域，信号与系统可以用于调制解调、信号压缩、信道编码等；在控制领域，信号与系统可以用于控制系统分析和设计；在图像处理领域，信号与系统可以用于图像压缩、图像增

3、强、图像识别等。此外，信号与系统还在雷达、声呐、地震波检测等领域有广泛应用。详细描述信号与系统的重要性及应用02信号的基本特性信号的基本特性具有固定周期的信号，如正弦波和余弦波。周期信号不具有固定周期的信号，如方波和脉冲信号。非周期信号周期信号的频谱是离散的，而非周期信号的频谱是连续的。频谱分析周期信号与非周期信号03傅里叶变换将时域信号转换为频域信号，得到幅度谱和相位谱。01幅度谱描述信号中各频率分量的幅度大小。02相位谱描述信号中各频率分量的相位信息。信号的幅度谱与相位谱信号的能量与功率01能量：信号在一个周期内所做的功。02功率：单位时间内信号所做的功。能量谱密度与功率谱密度：描述信号能

4、量的分布情况。03重建方法利用插值、滤波等方法从离散样本中恢复出原始信号。数字信号处理将连续时间信号转换为数字信号，进行离散化处理和分析。抽样定理在一定条件下，一个连续时间信号可以由其离散样本重构。信号的抽样与重建03系系统统分析方法分析方法总结词描述系统对输入信号的即时响应详细描述时域分析主要研究系统对输入信号的即时响应，包括系统的冲激响应、阶跃响应和斜坡响应等。通过时域分析，可以了解系统的动态特性和稳定性。系统的时域分析总结词研究系统对不同频率信号的响应特性详细描述频域分析是通过傅里叶变换将信号从时域转换到频域，进而研究系统对不同频率信号的响应特性。频域分析有助于理解系统的频率响应、带宽和

5、滤波特性等。系统的频域分析系统的复频域分析总结词利用拉普拉斯变换分析系统的动态行为详细描述复频域分析是通过拉普拉斯变换将时域函数转换为复平面上的函数，进而分析系统的动态行为。复频域分析特别适用于分析具有惯性或积分环节的线性时不变系统。04系系统统特性与分特性与分类类线性性系统的输出与输入成正比关系，即若有两个输入信号$x_1(t)$和$x_2(t)$，其输出分别为$y_1(t)$和$y_2(t)$，则对于任意实数$k_1$和$k_2$，其输出$k_1y_1(t)+k_2y_2(t)$对应于输入$k_1x_1(t)+k_2x_2(t)$。时不变性系统的特性不随时间变化，即若输入信号$x(t)$在

6、任何时刻$t$的响应为$y(t)$，则在任何时间$t$的响应仍为$y(t)$。线性时不变系统VS如果系统对所有时间$t$的输入信号的响应都满足$|y(t)|leq|x(t)|$，则称系统是稳定的。判定方法利用劳斯-赫尔维茨稳定性判据判断系统是否稳定。定义系统的稳定性系统仅对未来的输入信号产生响应，即对于任意时刻$t$，系统对$t$之前的输入信号无响应。系统必须能够由实际的物理元件或装置实现，即系统的传递函数必须由有限个极点和零点表示。系统的因果性与物理可实现性物理可实现性因果性05信号通信号通过过系系统统的响的响应应描述信号与系统相互作用的过程，通过将信号分解为冲激函数，再与系统的冲激响应进行

7、积分，得到输出信号。将信号表示为离散序列，与系统的单位序列进行逐项相乘，再求和得到输出信号。卷积积分卷积和卷积积分与卷积和冲激响应描述系统对单位冲激函数的响应，反映了系统的动态特性。要点一要点二阶跃响应描述系统对单位阶跃函数的响应，反映了系统的稳态特性。系统的冲激响应与阶跃响应传递函数描述系统对复指数输入信号的响应，通过拉普拉斯变换得到系统的传递函数。极点和零点传递函数的极点和零点决定了系统的动态特性和稳定性。系统的传递函数06系系统设计统设计与与实实践践应应用用完整性原则系统设计应确保各个组件和功能之间的协调和配合，以实现整体性能的最优。稳定性原则系统应具备抵抗外部干扰和内部噪声的能力，以确

8、保其正常、稳定地运行。可扩展性原则系统设计应考虑未来的发展和升级，以便能够适应新的需求和技术。经济性原则在满足性能要求的前提下，系统设计应尽可能降低成本，提高性价比。系统设计的基本原则与方法系统在通信工程中用于实现信号的发送、传输和接收，确保信息的可靠传输。信号传输通过调制和解调技术，将基带信号转换为适合传输的频带信号，以及将接收到的频带信号还原为原始的基带信号。调制解调通过信道编码技术提高信号传输的可靠性和抗干扰能力。信道编码通过多路复用技术提高通信系统的效率和带宽利用率。多路复用系统在通信工程中的应用通过各种算法和技术改善图像的质量，如对比度增强、噪声去除等。图像增强采用图像压缩技术减小图像数据的存储空间和传输带宽，便于存储和传输。图像压缩利用系统对图像进行自动识别和分析，实现目标检测、人脸识别等功能。图像识别通过系统生成逼真的三维图像，用于虚拟现实、游戏、动画等领域。虚拟现实与仿真系统在图像处理中的应用系统作为控制工程的底层实现平台，用于实现各种控制策略和算法。控制策略实现过程控制运动控制智能控制在工业生产过程中，系统用于实时监测和控制各种工艺参数，确保生产过程的稳定和产品质量。在机械制造和自动化领域，系统用于精确控制机器的运动轨迹和速度。结合人工智能和系统，实现智能化的控制决策和自主控制，提高系统的自动化和智能化水平。系统在控制工程中的应用THANKYOU