《信號(hào)分析與處理》課程教學(xué)大綱

《信號(hào)分析與處理》課程編號(hào)：100062107課程名稱：信號(hào)分析與處理英文名稱：SignalAnalysisandProcessing課程性質(zhì)：必修課程總學(xué)分：3.0總學(xué)時(shí)：48（其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：0）開(kāi)課學(xué)年及學(xué)期：第二學(xué)年第一學(xué)期先修課程：工科數(shù)學(xué)分析，電路分析基礎(chǔ)一、課程內(nèi)容簡(jiǎn)介本課程是一門(mén)專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課，適合于自動(dòng)化專業(yè)，是自動(dòng)控制原理非常重要的先修課程。本課程系統(tǒng)地闡述信號(hào)分析與處理的基本概念、原理、技術(shù)和方法，與后續(xù)的系統(tǒng)類課程結(jié)合，構(gòu)成關(guān)于信號(hào)、系統(tǒng)的分析以及綜合設(shè)計(jì)的完備知識(shí)結(jié)構(gòu)。通過(guò)信號(hào)分析與處理的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生信號(hào)分析能力，系統(tǒng)分析能力，以及相應(yīng)的分析計(jì)算能力。本課程以信號(hào)分析、處理為主線，使學(xué)生掌握在不同討論域的連續(xù)信號(hào)分析、離散信號(hào)分析方法，以及信號(hào)與線性系統(tǒng)的關(guān)系和分析方法，培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并具有應(yīng)用信號(hào)分析與處理基本原理和方法理解和掌握新方法和技術(shù)的本領(lǐng)，為后續(xù)的理論課程和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)能夠運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，建立電路系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并選取合適的方法進(jìn)行分析。能夠運(yùn)用信號(hào)分析知識(shí)，對(duì)線性時(shí)不變系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)。能夠針對(duì)實(shí)際問(wèn)題，確定信號(hào)處理的方案，進(jìn)行信號(hào)分析和計(jì)算。能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，針對(duì)不同類型復(fù)雜系統(tǒng)，選取不同分析方法，確定分析方案。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)關(guān)系畢業(yè)要求支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)畢業(yè)要求1：工程知識(shí)能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于解決自動(dòng)化相關(guān)的控制理論與應(yīng)用、工業(yè)自動(dòng)化、檢測(cè)技術(shù)、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題。1.3能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識(shí)用于分析自動(dòng)化相關(guān)的控制理論與應(yīng)用、工業(yè)自動(dòng)化、檢測(cè)技術(shù)、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域中的復(fù)雜工程問(wèn)題。課程目標(biāo)1畢業(yè)要求2：?jiǎn)栴}分析能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，識(shí)別、表達(dá)并通過(guò)文獻(xiàn)研究分析自動(dòng)化相關(guān)的控制理論與應(yīng)用、工業(yè)自動(dòng)化、檢測(cè)技術(shù)、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題，以獲得有效結(jié)論。2.1能夠運(yùn)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)自動(dòng)化相關(guān)的控制理論與應(yīng)用、工業(yè)自動(dòng)化、檢測(cè)技術(shù)、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域中的復(fù)雜工程問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別和表達(dá)。課程目標(biāo)2畢業(yè)要求3：設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案能夠針對(duì)自動(dòng)化相關(guān)的控制理論與應(yīng)用、工業(yè)自動(dòng)化、檢測(cè)技術(shù)、電子信息技術(shù)等領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題，設(shè)計(jì)解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)、單元（部件）或工藝流程，并能在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3.1能夠根據(jù)自動(dòng)化相關(guān)的控制理論與應(yīng)用、工業(yè)自動(dòng)化、檢測(cè)技術(shù)、電子信息技術(shù)技術(shù)等領(lǐng)域中復(fù)雜工程問(wèn)題的特點(diǎn)，提出具有針對(duì)性的解決方案，并符合設(shè)計(jì)目標(biāo)和約束的規(guī)范。課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4四、課程教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)支撐課程目標(biāo)教學(xué)方法與策略第1章信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念

1.信號(hào)的概念、分類及信號(hào)的基本運(yùn)算。

2.基本連續(xù)時(shí)間信號(hào)與離散時(shí)間信號(hào)。

3.系統(tǒng)的概念，系統(tǒng)互聯(lián)，系統(tǒng)的特性與分類。4課程目標(biāo)3講授，課堂討論，測(cè)驗(yàn)，作業(yè)，演示第2章連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析1.系統(tǒng)的微分方程描述及其解法，零輸入、零狀態(tài)、單位沖激響應(yīng)。2.用卷積積分求零狀態(tài)響應(yīng)、卷積積分的性質(zhì)及各種解法。

3.連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的模擬。6課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4講授，測(cè)驗(yàn)，作業(yè)第4章離散時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析1.系統(tǒng)的差分方程描述及其解法，零輸入、零狀態(tài)、單位沖激響應(yīng)。

2.用卷積和求零狀態(tài)響應(yīng)、卷積和的解法。

3.用單位抽樣響應(yīng)表示系統(tǒng)的性質(zhì)。

4.離散時(shí)間系統(tǒng)的模擬。5課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4講授，測(cè)驗(yàn)，作業(yè)第4章連續(xù)時(shí)間傅里葉變換1.正交函數(shù)，連續(xù)周期時(shí)間信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù)及其性質(zhì)。2.波形對(duì)稱性與傅里葉系數(shù)，周期信號(hào)的頻譜。3.連續(xù)非周期時(shí)間信號(hào)的傅里葉變換，傅里葉變換和傅里葉級(jí)數(shù)的關(guān)系。4.傅里葉變換的性質(zhì)及其應(yīng)用。9課程目標(biāo)3講授，測(cè)驗(yàn)，作業(yè)第5章離散時(shí)間傅立葉變換

1.時(shí)域抽樣定理和頻域抽樣定理。

2.離散傅立葉級(jí)數(shù)，離散時(shí)間傅立葉變換及其關(guān)系

3.離散時(shí)間傅立葉變換的性質(zhì)。

4.時(shí)域卷積和頻域卷積定理的應(yīng)用。8課程目標(biāo)3講授，測(cè)驗(yàn)，作業(yè)第6章連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)和離散時(shí)間系統(tǒng)的頻域分析

1.LTI系統(tǒng)對(duì)復(fù)指數(shù)信號(hào)的響應(yīng)，頻率響應(yīng)，系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)和并聯(lián)結(jié)構(gòu)。

2.利用頻率響應(yīng)求系統(tǒng)對(duì)任意輸入的響應(yīng)。3.線性時(shí)不變系統(tǒng)頻率響應(yīng)的模和相位表示。

4.連續(xù)系統(tǒng)的無(wú)失真?zhèn)鬏敆l件，理想濾波器3課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)4講授，測(cè)驗(yàn)，作業(yè)第7章拉普拉斯變換連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的S域分析

1.拉普拉斯變換及其收斂域，常用拉普拉斯變換對(duì)，拉普拉斯反變換

2.單邊拉氏變換及其性質(zhì)，系統(tǒng)的S域分析法

3.系統(tǒng)函數(shù)與頻域響應(yīng)和時(shí)域響應(yīng)的關(guān)系7課程目標(biāo)1課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4講授，測(cè)驗(yàn)，作業(yè)第8章Z變換離散時(shí)間系統(tǒng)的Z域分析

1.Z變換及其收斂域，常用Z變換對(duì)，Z反變換

2.單邊Z變換及其性質(zhì)，系統(tǒng)的Z域分析法

3.系統(tǒng)函數(shù)與頻域響應(yīng)和時(shí)域響應(yīng)的關(guān)系6課程目標(biāo)2課程目標(biāo)3課程目標(biāo)4講授，測(cè)驗(yàn)，作業(yè)五、課程考核與成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式權(quán)重%課程目標(biāo)1234作業(yè)20測(cè)驗(yàn)10期末考試70總評(píng)100六、教材與參考書(shū)教材:[1]馬立玲