中國科學院研究生院《信號與系統(tǒng)》2011年考研大綱

中科院研究生院碩士研究生入學考試
　　《信號與系統(tǒng)》考試大綱

　　本《信號與系統(tǒng)》考試大綱適用于中國科學院研究生院信號與信息處理等專業(yè)的碩士研究生入學考試。信號與系統(tǒng)是電子通信、控制科學與工程等許多學科專業(yè)的基礎理論課程，它主要研究信號與系統(tǒng)理論的基本概念和基本分析方法。認識如何建立信號與系統(tǒng)的數(shù)學模型，通過時間域與變換域的數(shù)學分析對系統(tǒng)本身和系統(tǒng)輸出信號進行求解與分析，對所得結(jié)果給以物理解釋、賦予物理意義。要求考生熟練掌握《信號與系統(tǒng)》課程的基本概念與基本運算，并能加以靈活應用。
　　一、考試內(nèi)容
　　（一）概論
　　1.信號的定義及其分類；
　　2.信號的運算；
　　3.系統(tǒng)的定義與分類；
　　4.線性時不變系統(tǒng)的定義及特征；
　　5.系統(tǒng)分析方法。
　　（二）連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析
　　1.微分方程的建立與求解；
　　2.零輸入響應與零狀態(tài)響應的定義和求解；
　　3.沖激響應與階躍響應；
　　4.卷積的定義，性質(zhì)，計算等。
　　（三）傅里葉變換
　　1.周期信號的傅里葉級數(shù)和典型周期信號頻譜；
　　2.傅里葉變換及典型非周期信號的頻譜密度函數(shù)；
　　3.傅里葉變換的性質(zhì)與運算；
　　4.周期信號的傅里葉變換；
　　5.抽樣定理；抽樣信號的傅里葉變換； 
　　6.能量信號，功率信號，相關等基本概念；以及能量譜，功率譜，維納－欣欽公式。
　　（四）拉普拉斯變換
　　1.拉普拉斯變換及逆變換；
　　2.拉普拉斯變換的性質(zhì)與運算；
　　3.線性系統(tǒng)拉普拉斯變換求解；
　　4.系統(tǒng)函數(shù)與沖激響應；
　　5.周期信號與抽樣信號的拉普拉斯變換；
　　（五）S域分析、極點與零點
　　1.系統(tǒng)零、極點分布與其時域特征的關系；
　　2.自由響應與強迫響應，暫態(tài)響應與穩(wěn)態(tài)響應和零、極點的關系；
　　3.系統(tǒng)零、極點分布與系統(tǒng)的頻率響應；
　　4.系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義與判斷。
　　（六）連續(xù)時間系統(tǒng)的傅里葉分析
　　1.周期、非周期信號激勵下的系統(tǒng)響應；
　　2.無失真?zhèn)鬏敚?
　　3.理想低通濾波器；
　　4.佩利－維納準則；
　　5.希爾伯特變換；
　　6.調(diào)制與解調(diào)。
　　（七）離散時間系統(tǒng)的時域分析
　　1.離散時間信號的分類與運算；
　　2.離散時間系統(tǒng)的數(shù)學模型及求解；
　　3.單位樣值響應；
　　4.離散卷積和的定義，性質(zhì)與運算等。
　　（八）離散時間信號與系統(tǒng)的Z變換分析
　　1.Z變換的定義與收斂域；
　　2.典型序列的Z變換；逆Z變換；
　　3.Z變換的性質(zhì)；
　　4.Z變換與拉普拉斯變換的關系；
　　5.差分方程的Z變換求解；
　　6.離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)；
　　7.離散系統(tǒng)的頻率響應；
　　8.數(shù)字濾波器的基本原理與構(gòu)成。
　　（九）系統(tǒng)的狀態(tài)方程分析
　　1.系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立與求解；
　　2. S域流圖的建立、求解與性能分析；
　　3. Z域流圖的建立、求解與性能分析；

　　二、考試要求
　　（一）概論
　　1、 掌握信號的基本分類方法，以及指數(shù)信號、正弦信號、復指數(shù)信號、鐘形信號的定義和表示方法。
　　2、 掌握信號的移位、反褶、尺度倍乘、微分、積分以及兩信號相加或相乘，熟悉在運算過程中表達式對應的波形變化，了解運算的物理背景。
　　3、 掌握階躍信號與沖激信號。熟悉斜變信號與沖激偶信號。
　　4、 掌握信號的直流與交流、奇與偶、脈沖、實部與虛部、正交函數(shù)等分解方法。
　　5、 掌握系統(tǒng)的分類，連續(xù)時間系統(tǒng)與離散時間系統(tǒng)、即時系統(tǒng)與動態(tài)系統(tǒng)、集總參數(shù)與分布參數(shù)系統(tǒng)、線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)、時變系統(tǒng)與時不變系統(tǒng)、可逆與不可逆系統(tǒng)的定義和物理意義，熟悉各種系統(tǒng)的數(shù)學模型。
　　6、 掌握線性時不變系統(tǒng)的基本特性，疊加性與均勻性、時不變性，微分特性。
　　（二）連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析
　　1、 熟悉微分方程式的建立與求解。
　　2、 掌握零輸入響應和零狀態(tài)響應。
　　3、 掌握沖擊響應與階躍響應。
　　4、 熟練掌握卷積的定義、性質(zhì)和計算。
　　（三） 傅里葉變換
　　1、 掌握周期信號的傅里葉級數(shù)，三角函數(shù)形式和指數(shù)形式；
　　2、 理解典型周期信號，周期矩形脈沖信號、周期三角脈沖信號、周期半波余弦信號、周期全波余弦信號頻譜的特點；
　　3、 熟練掌握傅立葉變換；
　　4、 掌握典型非周期信號，單邊指數(shù)信號、雙邊指數(shù)信號、矩形脈沖信號、鐘形脈沖信號、升余弦脈沖信號的傅立葉變換；
　　5、 熟練掌握沖激函數(shù)和階躍函數(shù)的傅立葉變換；
　　6、 掌握傅立葉變換的基本性質(zhì)，對稱性、線性、奇偶虛實性、尺度變換特性、時移特性、頻移特性微分特性、積分特性；
　　7、 熟練掌握卷積；
　　8、 掌握周期信號的傅立葉變換，正弦和余弦信號、一般周期信號；
　　9、 理解抽樣信號的傅立葉變換；
　　10、熟練掌握抽樣定理。
　　（四）拉普拉斯變換
　　1、 深入理解拉普拉斯變換的定義、應用范圍、物理意義及收斂；
　　2、 掌握常用函數(shù)的拉氏變換，階躍函數(shù)、指數(shù)函數(shù)、沖激函數(shù)；
　　3、 熟練掌握拉氏變換的性質(zhì)，線性、原函數(shù)積分、原函數(shù)微分、延時、S域平移、尺度變換、初值、終值、卷積；
　　4、 掌握拉普拉斯逆變換；
　　（五）S域分析、極點與零點
　　1、 熟練掌握用拉普拉斯變換法分析電路、S域元件模型；
　　2、 深入理解系統(tǒng)函數(shù)的定義、及物理意義；
　　3、 熟練掌握系統(tǒng)零、極點分布與其時域特征的關系；
　　4、 熟練掌握自由響應與強迫響應，暫態(tài)響應與穩(wěn)態(tài)響應和零、極點的關系；
　　5、 熟練掌握系統(tǒng)零、極點分布與系統(tǒng)的頻率響應的關系；
　　6、 靈活運用二階諧振系統(tǒng)的S平面分析方法；
　　7、 深入理解系統(tǒng)穩(wěn)定性的定義與判斷。
　　（六）濾波、調(diào)制與抽樣
　　1、 掌握利用系統(tǒng)函數(shù)H(j)求響應，理解其物理意義；
　　2、 深入理解無失真?zhèn)鬏數(shù)亩�義、特性；
　　3、 熟練掌握理想低通濾波器的頻域特性和沖激響應、階躍響應；
　　4、 掌握系統(tǒng)的物理可實現(xiàn)性、佩利-維納準則；
　　5、 掌握希爾伯特變換；
　　6、 掌握調(diào)制與解調(diào)以及帶通濾波器的運用；
　　7、 理解從抽樣信號恢復連續(xù)時間信號的原理；
　　8、 理解脈沖編碼調(diào)制、頻分復用和時分復用；
　　（七）信號矢量空間分析
　　1、 理解完備正交函數(shù)集、帕塞瓦爾定理；
　　2、 掌握沃爾什函數(shù)；
　　3、 深入理解相關；
　　4、 了解能量譜和功率譜；
　　5、 掌握匹配濾波器；
　　6、 了解碼分復用、碼分多址通信；
　　（八）離散時間系統(tǒng)的時域分析
　　1、 掌握離散時間信號-序列的分類與運算；
　　2、 掌握離散時間系統(tǒng)的數(shù)學模型及求解；
　　3、 深入理解單位樣值響應；
　　4、 熟練掌握離散卷積和的定義，性質(zhì)與計算等。
　　（九）離散時間信號與系統(tǒng)的Z變換分析
　　1、 深入理解Z變換的定義與收斂域；
　　2、 掌握典型序列的Z變換；
　　3、 理解逆Z變換；
　　4、 掌握Z變換的性質(zhì)；
　　5、 理解Z變換與拉普拉斯變換的關系；
　　6、 掌握差分方程的Z變換求解；
　　7、 理解離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)；
　　8、 理解離散系統(tǒng)的頻率響應；
　　9、 理解序列的傅立葉變換；
　　（十）系統(tǒng)的狀態(tài)方程分析
　　1. 利用系統(tǒng)的狀態(tài)方程求解系統(tǒng)的輸出響應；
　　2. 利用S域流圖分析析連續(xù)系統(tǒng)的性能；
　　3. 利用Z域流圖掌握無限沖擊響應數(shù)字濾波器，掌握有限沖激響應數(shù)字濾波器；
　　三、主要參考書目：
　　鄭君里等，《信號與系統(tǒng)》，上下冊，高等教育出版社，2000年5第二版。