《信号分析与处理》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程中文名称 课程英文名称 课程模块 课程性质 总学时 总学分 授课对象 适用专业 先修课程 信号分析与处理 Fundamentals of Signal & System Analysis 课程编号 33121601 思想政治理论课 通识教育课 专业基础课 专业课 必修 限选 专业任选 任选 32 2 讲授学时 开课单位 28 电信学院 实验（专题辅导）学时 开课系（室） 4 自动化系 大二本科生 电气工程及其自动化专业 高等数学、电路分析、工程数学 二、课程简介和教学目标 1．课程简介

本课程是电气专业的专业课。主要研究信号与线性系统分析的基础概念和基本分析方法，主要包括对于连续时间信号与系统和离散时间信号与系统的时间域和变换域分析，以及输入-输出描叙和状态空间描叙。通过该课程的学习，要求学生掌握用系统的观点和方法分析求解电子系统的特征，为后续专业课程的学习和今后专业技术工作打下坚实的基础。

2. 教学目标

教学目标1：使学生掌握信号分析、线性系统分析及数字信号处理的基本理论与分析方法，并对这些理论与方法在工程中的应用有初步了解；学生通过学习本课程，不仅应掌握连续与离散信号与系统的一般分析原理、分析方法，而且还应掌握各分析方法的各自特点，并由此掌握对信号与系统的规律性的认识；为适应信息科学与技术的飞速发展及在相关专业领域的深入学习打下结实的基础；通过习题和实验，学生应在分析问题与解决问题的能力及实践技能方面有所提高。

教学目标2：培养学生积极参与课堂教学活动，提高团队合作能力；培养学生独立完成课后作业，课后主动学习、思考和分析问题的能力，以及自我管理和规划学业的能力。

教学目标3：培养学生将实际问题转化为控制模型的思维能力，通过对控制模型的仿真分析为相关的后续课程及专业课程奠定必要的理论分析基础。掌握用系统的观点和方法分析科技发展现况与趋势，培养持续学习的习惯与能力，前瞻视野的能力。

教学目标4：情感、态度与价值观发展目标，改变课程仅注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基础技能的过程同时成为学会学习和形成价值观的过程，在教学中注重学生人际交往发展的合作学习，课堂教学以激发学生的学习兴趣来开展，注重学生坚强的意志力培养，求真、求实、求善的科学精神，逐步发展完善健全人格，树立正确的人生观和价值观。

教学目标5（课程思政）：通过信号与系统领域杰出科学家的列举，插入科学起源与发展，培养学生的逻辑思维。介绍相关的中外信号与系统领域科学家，包括他们的职业精神、职业素养、严谨求实的工作态度、坚韧不拔的意志品质、勇于探索的创新精神、缜密有序的学习习惯，培养学生精益求精的大国工匠精神，激发学生科技报国的使命担当。

3．教学目标与毕业要求指标点的支撑关系

教学目标 教学目标1 支撑毕业要求对应指标点 1.工程知识 掌握本专业所需的数学、自然科学、工程基础和专业知识，能够用于解决自动化领域的一般工程和复杂工程问题。 9．个人和团队 具有良好的独立工作能力、团队合作能力和组织管理协作能力，能够在多学科背景下的团队中承担个体、团队成员以及负责人的角色。 10．沟通 能够就复杂的自动化控制工程问题与业界同行及社会公众进行有效沟通和交流，包括撰写报告和设计文稿、陈述发言、清晰表达或回应指令。并具备一定的国际视野，能够在跨文化背景下进行沟通和交流。 12．终身学习 具有跟踪和发展自动化及相关领域新理论、新知识和新技术的能力，具有自主学习和终身学习的意识，有不断学习和适应发展的能力。 2.问题分析 具备在自动化领域提出问题、分析问题和解决问题的工程实践能力，能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理，识别、表达、分析自动化相关领域的工程问题，以获得有效结论。 3.设计/开发解决方案 树立全面的系统观念，具备较强的自动化及相关系统的教学目标3 设计、开发和应用的基本能力，能够设计针对自动化相关领域控制工程问题的解决方案，设计满足特定需求的系统、单元（部件）、流程或算法，并能够在设计环节中体现创新意识，考虑社会、健康、安全、法律、文化以及环境等因素。 8.2 理解诚实公正、诚信守则的工程职业道德和规范，并能在工程实践中自教学目标4 觉遵守；理解工程师对公众的安全、健康和福祉，以及环境保护的社会责任，能够在工程实践中自觉履行责任。 教学目标5 8.1 有正确的价值观，理解个人与社会的关系，了解中国国情。 教学目标2 三、理论教学

表1 理论教学安排

序号 章节（学时） 学习内容（含重点、难点） 教学方法、手段 支撑教学目标 1. 历史回顾。 2．应用领域。 3．信号的概念。 信号与系统4.系统的概念。（） 导论（4学时） 5.常用的基本信号。（） 6.信号的简单处理。 7.单位冲击函数。（） 1．线性时不变系统描述及其启发式教学和采1,2,4,5 响应 用自主学习任务2.冲激响应与阶跃响应。点发放，课堂学（） 生讲解，老师点3．卷积及其应用。（）（） 评，全体学生进4．特征函数及其应用。 行讨论交流，提 高学习效果、课堂互动频率与水平。 1．周期信号的分解与合成。 （1）教学方法：1,2,3,4,5 3 信号与系统的频域分析（6学时） 2．周期信号的频谱。 4.傅里叶变换的性质与应用。（）（） 5.周期信号的傅里叶变换。 6.系统频域分析。（） 7.取样定理及其应用。 1．拉普拉斯变换 连续系统的4 复频域分析 2．拉普拉斯变换的主要性质（）（） 3．拉普拉斯反变换（） 4．系统的s域分析。（） （1）教学方法：1,2,3,4,5 课堂教学＋课后作业+实验。 （2）教学手段：启发式教学。 5 系统函数与1．系统函数与系统模型。 （1）教学方法：零、极点分析 2．系统函数的零、极点。（） 课堂教学＋课后1,2,3,4,5 课堂教学＋课后（2）教学手段：启发式教学。 3．非周期信号的频谱。（） 作业+实验。 其他 （1）教学方法：课堂教学＋课后1,2,4,5 作业。 （2）教学手段：启发式教学。 1 连续系统的2 时域分析（4学时） （4学时） 序号 章节（学时） 学习内容（含重点、难点） 教学方法、手段 支撑教学目标 其他 （2学时） 3．线性系统的稳定性。（） 作业+实验。 4. s域分析应用于控制系统。（2）教学手段：（） 1．离散时间信号 离散系统的6 时域分析（4学时） 2．离散时间系统。（） 启发式教学。 （1）教学方法：课堂教学＋课后（2）教学手段：启发式教学。 7 离散系统的Z域分析（4学时） 1．Z变换 2．Z反变换 （） 5.系统的零、极点与稳定性 （1）教学方法：作业+实验。 启发式教学。 1,2,3,4,5 3．Z变换的主要性质（）课堂教学＋课后4．离散系统的Z域分析（） （2）教学手段：1,2,3,4,5 3．卷积和及其应用。（） 作业+实验。 四、实验教学

表2 实验教学安排

序号 实验项目名称（学时） 实验内容 实验类型 熟悉运用MATLABMATLAB实现信号波形、常用函数，用1 时域分析、频域分析。（2MATLAB方法实现学时） 信号波形、时域分析、频域分析。 MATLAB实现零极点分2 析、离散时域分析、z域分析。（2学时） 熟悉运用MATLAB实现零极点分析、离散时域分析、z域分析。 验证型 1,2,3，5 操作型 1，2，5 支撑教学目标 其他 五、考核与成绩评定方法

表3 课程考核及评价细则

成绩组成 考核/评价环节 分值 考核/评价细则 支撑教学目标 根据学生平时上课的出勤率，视其出勤率 10 对课程学习的态度及积极程度，按10%计入课程总成绩 平时成绩 课堂练习及讨论 10 根据学生平时上课的课堂表现及互动情况，按10%计入课程总成绩 根据学生完成实验及实验报告情况，按20%计入课程总成绩 根据学生卷面大题完成情况，按60%计入课程总成绩 1、2、3、4，5 1、2、3，5 实验环节 20 1、2、3，5 考试成绩 考试的卷面成绩 60 1、2、3，4，5 五、建议教材及相关教学资源

教材：燕庆明，信号与系统教程，北京：高等教育出版社，2013

参考资料：1.郑君里，信号与系统，北京：高等教育出版社，2005

2.胡光锐，信号与系统，上海：上海交通大学出版社，2006 3.王宝祥，信号与系统，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2010