1523S01003-信号分析与数据处理-2023版人才培养方案课程教学大纲.docx

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附件5-1

ADDINCNKISM.UserStyle《信号分析与数据处理》课程教学大纲

（理论课程·2023版）

一、课程基本信息

课程号

1523S01003

开课单位

质量技术监督学院

课程名称

信号分析与数据处理

SignalAnalysisandDataProcessing

课程性质

必修

考核类型

考试

课程学分

3

课程学时

51+10

课程类别

专业发展课程（专业核心课）

先修课程

高等数学、普通物理、工程数学、电路分析基础

适用专业（类）

测控技术与仪器

二、课程描述及目标

（一）课程简介

《信号分析与数据处理》是测控技术与仪器专业的一门专业发展核心课程。本课程主要介绍确定性信号的特性；线性时不变系统的特性和基本分析方法；数字处理在时域、变换域的描述及其相互变换的基本理论和基本算法实现；以及以数字滤波器为代表的数字系统的各种特性描述间的数学概念、物理概念与工程概念。本课程的主要内容主要包括连续与离散系统的时域分析、频域分析和复频域分析；连续时间信号的数字化处理；滤波器的结构和设计等。通过本课程的理论教学与实践操作训练，使学生掌握“信号”与“系统”基本概念、基本理论和基本分析方法的专业基础工程知识，具备使用信号与系统的相关知识去识别、分析、解决复杂测控技术与仪器工程问题中相关环节的基本能力；掌握数字系统的基本分析理论与设计方法，具备编程仿真能力，建立解决实际问题的思想、方法及严谨的科学态度。

（二）教学目标

通过本课程，使学生掌握“信号”与“系统”基本概念、基本理论和基本分析方法的专业基础工程知识，具备使用信号与系统的相关知识去识别、分析、解决复杂测控技术与仪器工程问题中相关环节的基本能力，具备初步的算法分析、数字系统设计和仿真能力。

课程目标1：掌握“信号”与“系统”基本概念、基本理论和基本分析方法的专业基础工程知识。

课程目标2：具备使用信号与系统的相关知识去识别、分析、解决复杂测控技术与仪器工程问题中相关环节的基本能力。

课程目标3：掌握数字信号处理的基本原理、基本概念和分析方法。

课程目标4：具备初步的MATLAB编程、算法分析、数字系统设计和仿真能力。

三、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

工程知识

课程目标1

课程目标3

0.52

使用现代工具

课程目标4

0.096

问题分析

课程目标2

课程目标4

0.192

研究

课程目标2

课程目标4

0.192

四、教学方式与方法

采用目标导向教育(Outcomebasededucation，简称OBE)的教育理念，根据《信号分析与数据处理》课程以电路分析为基础且与数学理论紧密结合的特点，为达到本课程的课程目标，采用理论授课和课堂讨论两种教学方式与方法。

1.理论授课：采用多媒体教学与传统板书教学相结合的教学方式。开课前对全课程教学内容进行精心安排，科学制定教学日历，学生可以清楚地了解课程的总体安排和各章节主要内容，有利于自己安排预习。采用多媒体授课增大了课堂教学的信息量，节省了绘图时间，而且绘制的图形既规范又准确。同时针对每章的知识点，精心组织习题课的内容，精选题目，题目综合性强、灵活性大，其目的在于重点培养学生综合运用知识的能力。而且习题课采用板书讲解，开阔了学生的视野、启发了学生的思维、促进了学生积极思考，加强了老师和学生之间的互动。

2.课堂讨论：针对关键知识点、典型题和难题，通过教师提问，鼓励学生回答问题或请到讲台前做题，并请其他学生评判或提出不同的答案或不同的解决方法。目的是加强学生自主学习的能力和判断能力，培养主动思考的习惯，启发学生的探索精神。

五、教学重点与难点

（一）教学重点

本课程的教学重点如下：

（1）对系统进行分析的基本方法，重点讲解微分和差分方程的经典解法、双零法、卷积积分、卷积和法，以及频域和复频域分析方法。

（2）时域离散时间信号和时域离散系统基本概念和基本性质；时域离散信号、系统的频域分析和Z变换；离散傅里叶变换（DFT）及其快速算法（FFT）。

（3）数字滤波器的基本结构及两类典型数字滤波器（IIR、FIR）特点；IIR和FIR数字滤波器的工程设计方法；数字信号处理在自动化、实时测控领域的应用实例与数字信号处理的实现；基于MATLAB的数字信号处理领域的计算机辅助建模、分析与设计。

（二）教学难点

本课程的教学难点如下：

（1）连续系统时域分析中系统0+值的确定；卷积积分法中积分限的确定；连续系统频域分析方法中频谱概念的建立及其物理意义；取样定理的概念和应用、复频域与频域分析方法的区别与联系。

（2）IIR和FIR数字滤波器的工程设计方法；

（3）数字信号处理在自动化、实时测控领域的应用实例与数字信号处理的实现；基于MATLAB的数字信号处理领域的计算机辅