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《信号分析与处理》教学大纲课程名称信号分析与处理课程类别素质选修课/专业基础课课程性质选修/必修计划学时64计划学分4先修课程无选用教材《信号分析与处理》,赵子健、杨西侠主编,2023年,电子工业出版社教材适用专业本课程可作为自动化、测控技术与仪器、电气工程及其自动化等非电子信息类本科专业的课程,也可作为相关专业的学生与工程技术人员的参考课程课程负责人
二、课程简介本课程系统地讲述了信号分析与处理的基本原理与方法,重点介绍了确定性信号和随机信号的分析方法,主要讲述了信号处理中常用的模拟滤波器和数字滤波器的基本概念与设计方法,并且介绍了自适应滤波和当前流行的小波分析等现代信号分析与处理的基本内容
三、课程教学要求序号专业毕业要求课程教学要求关联程度本课程共8章第1章为绪论,主要介绍信号、信号分析与处理等基本概念第2章为连续时间信号分析,讲述连续时间信号的时域分析和频域分析,侧重频域分析,包括周期信号的频谱分析、非周期信号的频谱分析及抽样信号的傅里叶分析等,帮助学生理解信号频谱的基本概念,为后面的学习奠定基础第3章为离散时间信号分析第4章为模拟滤波器,主要介绍模拟滤波器的相关概念与设计知识第51工程知识章为数字滤波器,讨论数字滤波器的基本概念、设计及结H构,主要介绍无限冲激响(HR)滤波器和有限冲激响应(FIR)滤波器的设计思想及方法第6章为随机信号分析,主要内容包括随机信号的时域分析、频域分析,以及平稳随机信号通过线性系统的分析第7章为自适应滤波第8章为时频分析与小波变换时频分析部分主要讨论短时傅里叶变换(SIFT)和Wigner-Ville(维格纳一维尔)分布小波变换部分主要介绍连续小波变换、离散小波变换及多分辨率分析最后举例介绍小波变换在信号分析中的应用在当今信息时代,信号分析与处理在科学技术的各个领域都起着非常重要的作用,日常的电气系统和自动化系统都会用到各种信号分析与处理技术,比如控制对象数学模型2问题分析的建立、系统状态的估计、系统测量噪声的去除,以及自H适应控制、智能控制等因此,自动化及相关专业的学生必须掌握信号分析与处理的基本概念与方法,并了解其应用技术比较全面地介绍了信号分析与处理的相关知识,以及从确定性信号到随机信号,从经典信号处理到现代信号处理这3设计/开发解决方案H样一个完整的体系,从而使学生对信号理论有比较全面的了解,为学生今后的发展打下良好的基础4研究L5使用现代工具L学生能够意识到信号分析与处理的重要性,不仅要有良好的思想道德素质、科学文化素质、专业技能和健康的身体,6工程与社会L而且要有良好的心理素质,勇于承担责任,能够承受失败与挫折等7环境和可持续发展L8职业规范L学会个人发展和团队合作,提高个人和团队的综合素质
1.9个人和团队H学会与他人合作和沟通,建立良好的人际关系和团队合
2.作氛围学会进行有效的沟通和表达,与客户、同事和上级保持
1.良好的沟通和协作沟通10M学会进行跨文化沟通和合作,提高国际化视野和跨文化
2.交流能力11项目管理L学会进行自我学习和自我提升,不断提高自身的专业水
1.平和创新能力终身学习12H学会进行终身学习和职业发展规划,不断拓展职业领域
2.和发展空间注“课程教学要求”栏中内容为针对该课程适用专业的专业毕业要求与相关教学要求的具体描述“关联程度”栏中字母表示二者关联程度关联程度按高关联、中关联、低关联三档分别表示为“H”或L”“课程教学要求”及“关联程度”中的空白栏表示该课程与所对应的专业毕业要求条目不相关、课程教学内容U!章节名称主要内容重难点关键词学时类型信号概述了解信号、信号分析与处理理论+实1绪论2信号的表示信号的分类等基本概念操信号分析与处理了解并掌握连续时间信号的连续时间信号的时域分时域分析和频域分析,侧重析连续时间信号分频域分析,包括周期信号的理论+实2周期信号的频谱分析非13析频谱分析、非周期信号的频操周期信号的频谱分析抽样谱分析及抽样信号的傅里叶信号的傅里叶分析分析等离散时间信号序列的Z变换序列的频谱分析一一离了解离散时间信号(序列)及散时间傅里叶变换(DTFT)序列的Z变换,掌握序列的周期序列的频谱分析一频谱分析一一离散时间傅里离散时间信号分一离散傅里叶级数(DFS)叶变换(DTFT).周期序列理论+实312析离散傅里叶变换(DFT)快的频谱分析一一离散傅里叶操速傅里叶变换(FFT)离级数(DFS)、离散傅里叶散傅里叶变换(DFT)的变换(DFT)、快速傅里叶应用变换(FFT)模拟滤波器的基本概念了解模拟滤波器的相关概念理论+实及设计方法4模拟滤波器7与设计知识操模拟滤波器的设计理解数字滤波器的基本概数字滤波器的基本概念念、设计及结构,掌握无限冲IIR数字滤波器的设计理论+实5数字滤波器激响应(IIR)滤波器和有11FIR数字滤波器的设计数操限冲激响应(FIR)滤波器字滤波器的结构的设计思想及方法随机信号的时域分析随掌握随机信号的时域分析、机信号的频域分析平稳随频域分析,以及平稳随机信理论+实6随机信号分析6机信号通过线性系统的分号通过线性系统的分操析最优波形估计Wiener(维纳)滤波理解线性最优滤波、WienerKalman(卡尔曼)滤波自(维纳)滤波和Kalman(卡适应滤波器的原理最小均尔曼)滤波,掌握自适应滤理论+实7自适应滤波6方(LMS)自适应算法波器的原理以及最小均方操递推最小二乘(RLS)自适(LMS)和递推最小二乘(RLS)两种自适应算法应算法掌握短时傅里叶变换(STFT)和Wigner-Ville(维格纳-时频分析与小波理论+实8时频分析小波变换维尔)分布理解连续小波7变换操变换、离散小波变换及多分辨率分析
五、考核要求及成绩评定序号成绩类别考核方式考核要求权重(%)备注1期末成绩期末考试考试50百分制,60分为及格28次40课后作业优、良、中、及格、不及格平时成绩310平时表现出勤情况两次未参加课程则无法获得学分注此表中内容为该课程的全部考核方式及其相关信息
六、学生学习建议
(一)学习方法建议
1.通过开展课堂讨论、实践活动,增强的团队交流能力,学会如何与他人合作、沟通、协调等等
2.通过思考,加深自己的兴趣,巩固知识点3,进行练习和实践,提高自己的技能和应用能力,加深对知识的理解和记忆
(二)学生课外阅读参考资料《信号分析与处理》,赵子健、杨西侠主编,2023年,电子工业出版社教材
七、课程改革与建设本课程既重视数学原理的系统性和逻辑性,又强调概念的物理意义;内容深入浅出,理论严谨,系统性强;配合适当的例题,加深学生对概念的理解及有关性质的应用平时对学生的考核内容包括出勤情况、学生的课后作业、课堂讨论等方面,占期末总评的50%期末考试成绩占期末总评的50%制订人签教研室主院部负责人字任签字签字修订时间年月日。