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华侨大学《信号分析与处理》机械类教学大纲 《信号分析与处理》教学大纲 适用 测控 专业 （学期：20 -20 学年第 一、 学期 48 学时） 课程的性质和任务（200~300 字） 信号分析与处理理论严密、有广阔的工程背景，现在已经成为测控技术等专业的必备专业基础 课，也是测控技术专业《控制工程基础》等的后续课程。学习信号分析与处理课程，对培养学生的 科学思维能力，提高学生分析问题和解决问题的能力都有重要的作用。 通过本课程的学习，应使学生掌握信号分析与处理的基本理论和方法。主要任务包括理解和掌握 以下内容： 1． 信号和系统的定义和分类； 2． 连续信号的时域分析方法； 3． 连续信号的频域分析方法； 4． 信号的相关分析方法； 5． 离散信号的时域分析方法； 6． 离散信号的频域分析方法； 7． 离散信号的 Z 域分析方法。 二、课程的教学内容（1500~2500 字） 1 绪论 1.1 信号及其分类 1.1.1 信号、信息、消息及其关系，信号与噪声; 信号的描述方法 1.1.2 信号的分类 1）确定性信号与随机信号 2）能量信号与功率信号 3）连续信号与离散信号（模拟信号与数字信号） 4）周期信号与非周期信号 1.2 信号分析与处理概述 1.3 自动控制系统中的信号分析与处理，信号分析的基本方法 信号分析处理的对象、方法，信号分析在现代测控系统中的地位和作用，与相关课程的关系 4.1 系统及其性质 4.1.1 系统的概念：系统的概念；系统与信号的关系 4.1.2 系统的性质：系统的性质:稳定性、记忆性、因果性、可逆性、线性、时不变性 2 连续信号的分析 2.1 连续信号的时域分析 2.1.1 信号的描述方法 2.1.2 信号的基本运算 2.1.3 信号的分解 2.2 连续信号的频域分析 2.2.1 周期信号的频谱分析 2.2.2 非周期信号的频谱分析 2.3.3 傅里叶变换的性质 2.4 信号的相关分析 1 华侨大学《信号分析与处理》机械类教学大纲 2.4.1 相关系数 2.4.2 相关函数 2.4.3 相关定理 3 离散信号的分析 3.1 离散信号的时域描述和分析 3.1.1 信号的采样和恢复 3.1.2 时域采样定理 3.1.3 频域采样定理 3.1.4 离散信号的描述 3.1.5 离散信号的时域运算 3.2 离散信号的频域分析 3．2.1 周期信号的频域分析 3.2.2 非周期信号的频域分析 3.2.3 离散傅里叶变换（DFT） 3.3 快速离散傅里叶变换（FFT） 3.3.1 快速傅里叶变换的思路 3.3.2 基 2 FFT 算法 3.3.3 FFT 的应用 3.4 离散信号的 Z 域分析 3.4.1 离散信号的 Z 变换 3.4.2Z 变换于其他变换之间的关系 6 随机信号处理概述 三、课程的教学要求（500~1500 字） (1)弄清消息、信息、信号的基本概念；信号的分类。 (2)掌握连续时间信号的时域分析方法、频域分析方法。 (3)掌握离散信号的时域运算、傅里叶分析。 (4)掌握信号的相关分析。 (5)了解信号的功率谱分析 四、课程的重点、难点（500~1500 字） 课程重点： 1. 2. 3. 4. 5. 6. 信号的定义和分类 连续信号的时域描述和分析 连续信号的频域分析 离散信号的时域运算 离散信号的傅里叶分析 信号的相关分析 课程难点： 1. 冲激信号的概念及物理意义 2. 周期信号频谱分析 3. 傅立叶变换基本性质 4. 离散信号频域分析 5. 信号的相关分析方法 6. 快速傅立叶变换。 2 华侨大学《信号分析与处理》机械类教学大纲 五、 学时分配及实践性环节的安排 学 时 教学内容、作业及考试安排 4 学 时 教学内容、作业及考试安排 3.1.4 离散信号的描述 3.1.5 离散信号的时域运算 第一章 绪 论 1.1 信号及其分类 1.2 信号分析与处理概述 2 1.3 信号分析与自控系统 4.1 系统及其性质 2 第二章 连续信号的分析 2.1 连续信号的时域分析 2.1.1 连续信号的时域描述 2.1.2 2.1.3 4 2 4 3.2 离散信号的频域分析 3.2.1 周期信号的频域分析 3.2 离散信号的频域分析 3.2.2 非周期信号的频域分析 2 3.2 离散信号的频域分析 3.2.3 离散傅里叶变换 DFT 2.2 连续信号的频域分析 2.2.1 周期信号的频谱分析 1 傅里叶三角级数分析 2 傅里叶复指数级数分析 4 3.3 快速傅里叶变换 2.2.1 周期信号的频谱分析 3 周期信号的频谱 4 周期信号的功率谱 2 连续信号的时域运算 信号的分解 习题课 2.2.2 非周期信号的频谱分析 1 从傅里叶级数到傅里叶变换 2 常见非奇异信号的频谱 3.4 离散信号的 Z 域分析 3.4.1 离散信号的 Z 变换 (1) 从 DTFT 到 Z 变换 (2) Z 变换的收敛域 4 3 奇异信号的频谱 4 周期信号的傅里叶变换 2.2.3 傅里叶变换的性质（1-3） (3) Z 变换的性质 (4) 反 Z 变换 3.4.2 Z 变换与其它变换的关系 2.2.3 傅里叶变换的性质(续 4-10) 2 2.4 信号的相关分析 2.4.1 相关系数及其性质 2.4.2 相关函数及其性质 2.4.3 相关定理 4 4 第六章、随机信号分析与处理基础 6.1 随机信号的描述 （1）、随机信号及其概率结构 （2） 、随机信号在时域的数字特征 （3） 、随机信号的频域描述 总结 2 第三章、离散信号的分析 3.1 离散序号的时域描述与分析 3.1.1 信号的采样与恢复 3.1.2 时域采样定理 3.1.3 频域采样定理 6 3 实验 华侨大学《信号分析与处理》机械类教学大纲 六、 教材和主要参考书 教材 [1] 《信号分析与处理》第二版，赵光宙主编.机械工业出版社 参考文献 ［1］ ［2］ ［3］ ［4］ ［5］ ［6］ 信号分析与处理 赵光宙 信号与系统 西门·赫金 信号与系统基础 Edward W. Kanmen 工程信号处理技术 雷继尧 信号处理技术 徐科军 MATLAB7 辅助信号处理技术与应用，飞思科技产品开发中心 编著，电子工业出版社 ［7］ 信号与系统， 郑君里、应启珩、杨为理主编， 高等教育出版社 七、 几点说明 1、采用多媒体教学 4