《信号处理与系统分析》 教学大纲 宋寿鹏 .docx

《信号与系统》课程教学大纲

一、课程基本信息

课程中文名：

信号与系统

课程英文名：

SignalandSystem

课程代码：课程学分：

4.5

总学时数：

72

学时分配：

理论：72学时；实验：独立实验课程16学时（含上机）；上机：0学时；实践：0学时

课程类别：

专业基础课程

课程性质：

必修

开课学院：

机械工程学院

适用专业：

测控技术与仪器

先修课程：

高等数学、电路分析或电路原理

后续课程：

智能信号处理、智能仪器设计等

选用教材：

《信号处理与系统分析》宋寿鹏，邹荣，机械工业出版社、2024年。

课程网址：

说明：72（其中：课堂教学学时：72，本课程设有独立的配套实验课程《信号处理技术实验》，学时16）

二、课程性质与课程目标

（一）课程性质

本课程是测控技术与仪器等专业必修课，属于专业核心基础课程，是信息处理与系统分析的基础课程。

它主要讲述信号在时域、频域、及复频域的特性、分析与处理方法；线性系统在时域、频域、及复频域的特性及分析方法；信号通过系统响应及在不同变换域的分析方法；数字信号在不同变换域的基本处理方法，以及数字滤波器的特性及初步设计方法。

通过本课程的学习，学生能够建立信号与系统的基本概念和知识结构框架；掌握信号和线性系统的基本理论及分析方法；能够建立简单电路系统的数学模型，并能够根据系统数学模型求解系统的响应；能够在时域、频域、复频域分析信号和系统，能够通过卷积、频域、复频域求系统响应；能够在不同变换域研究和分析信号与系统；能够建立数字信号处理的基本概念，并且能够在不同变换域对数字信号进行初步处理；能够掌握数字滤波器的初步设计方法。学生在学习完本课程后，再结合同学期配套的16学时课程实验，应具备应用信号处理方法和手段分析和处理工程实际信号的基本能力、具备分析简单电路系统的能力、具备求系统响应的能力、具备简单数字滤波器设计能力，并能能够赋予其物理含义，用于解决工程实践问题。

通过本课程的学习，可以为学生以后进一步进行智能信号处理、故障诊断、信息融合、系统分析与设计、参数检测与估计等信号与信息处理，以及简单电路系统设计等后续知识学习和能力提升打下必要的基础。

（二）课程目标

课程目标1.了解我国仪器仪表行业的优势与特色、存在的问题、面临的挑战与机遇，培养严谨求真的科学态度、毫厘必究的科学精神，树立守正创新、科技强国的科学信念。

（课程思政）。

课程目标2.以模拟和数字两条主线，能建立信号与系统的基本概念，能解释主要专业术语；能在时域、频域及复频域描述、分析和解释信号特征，进行信号的运算、变换、合成与分解，获取信号中的主要信息；能在时域、频域及复频域描述、分析和解释线性时不变系统特征，建立简单系统的微分方程或差分方程；能够在时域、频域以及复频域求解系统响应。支撑毕业要求指标点1.3（权重0.4）。

课程目标3.能够应用所学的知识解释典型信号和简单电路系统特征，并解释响应信号中出现的现象的物理涵义；能够理解系统的特性和对信号的处理能力，解释响应信号的变化与系统特性的关系；能够理解采样定理，根据实际信号选择合适的采样频率，实现模拟信号的数字化，了解数字化带来的问题及对策；能够理解相关方法解决工程案例的原理；能够理解幅值调制与解调的基本原理，解释工程案例；能够理解理想滤波器的基本原理及实际滤波器对典型信号的处理能力；能够了解数字滤波器的设计思想，结合参考资料设计简单的数字滤波器，并评价滤波结果。支撑毕业要求指标点2.2（权重0.4）。

课程目标4.能够根据信号的特点和信号处理目标，选择合适的信号处理方法，对信号进行相应的处理；能够利用Matlab等工具进行信号处理与简单系统仿真分析，能完成对实际信号的初步分析和处理，简单系统分析与设计。能撰写调查分析报告或设计文稿、清晰表达。支撑毕业要求指标点5.3(权重0.2)和9.1（权重0.2）。

（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系

本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点1.3、2.2、5.3和9.1：

毕业要求指标点1.3:具有解决智能感知器件和检测装备相关复杂工程问题的智能信息处理与诊断的工程基础和测控专业知识及应用能力，权重0.4；

毕业要求指标点2.2：能够应用数学、自然科学和工程科学的第一性原理，识别、表达智能感知器件和检测装备领域中智能信息处理与诊断相关的复杂工程问题，并能综合考虑可持续发展的要求，以获得有效结论，权重0.4；

毕业要求指标点5.3:能够针对智能感知器件和检测装备相关的复杂工程问题，针对已开发的硬件系统，选择与使用恰当的软件设计工具，设计开发相应的系统，并能够理解其局限性，权重0.2；

毕业要求指标点9.1：能够通过撰