智能電網(wǎng)信號處理教學(xué)大綱

智能電網(wǎng)信號處理教學(xué)大綱課程中文名稱：智能電網(wǎng)信號處理課程英文名稱：SmartGridSignalProcessing課程編號：C1049 學(xué)分：1.5學(xué)時：24（其中：講課學(xué)時：24實驗學(xué)時：0實踐學(xué)時：0）先修課程：電力系統(tǒng)信號分析與處理、電子技術(shù)基礎(chǔ)適用專業(yè)：智能電網(wǎng)信息工程課程類型：專業(yè)拓展課/選修使用教材：陳后金.數(shù)字信號處理.北京：高等教育出版社，2014開課單位：電氣與新能源學(xué)院一、課程性質(zhì)《智能電網(wǎng)信號處理》課程是智能電網(wǎng)信息工程專業(yè)的專業(yè)拓展課。智能電網(wǎng)信號處理是對信號進(jìn)行分析、變換、綜合、估值與識別等，由于它具有精度高、高穩(wěn)定性、靈活性強、便于集成以及可以對數(shù)字信號進(jìn)行存儲、運算等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于智能電網(wǎng)信息處理與通信技術(shù)等領(lǐng)域。二、課程目標(biāo)1、本課程支撐專業(yè)培養(yǎng)計劃中畢業(yè)要求1、2、4；2、能用數(shù)字信號處理的基本思想原理，基本方法分析離散時間信號與系統(tǒng)，并能了解數(shù)字信號處理的應(yīng)用及發(fā)展趨勢；3、能運用數(shù)值分析計算、物理、電路理論知識建立信號處理的數(shù)學(xué)模型，并能夠進(jìn)行系統(tǒng)的離散傅里葉變換分析與計算，本目標(biāo)支持畢業(yè)要求1.1：能夠?qū)?shù)學(xué)、自然科學(xué)、工程基礎(chǔ)和專業(yè)知識運用到智能電網(wǎng)復(fù)雜工程問題的恰當(dāng)表述中；4、能用軟件或者硬件的方法，解決智能電網(wǎng)信號分析與處理方面的工程問題，本目標(biāo)支持畢業(yè)要求1.4：能將工程和專業(yè)知識用于智能電網(wǎng)復(fù)雜工程問題的設(shè)計和改進(jìn)；5、能夠應(yīng)用現(xiàn)代仿真工具（如Matlab）進(jìn)行離散信號與系統(tǒng)的快速傅里葉變換分析與處理；本目標(biāo)支持畢業(yè)要求2.1：能識別和判斷智能電網(wǎng)復(fù)雜工程問題的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和參數(shù)；6、能設(shè)計滿足具體應(yīng)用要求的IIR數(shù)字濾波器和FIR濾波器數(shù)字濾波器，本目標(biāo)支持畢業(yè)要求4.4：能正確采集、整理實驗數(shù)據(jù)，對實驗結(jié)果進(jìn)行關(guān)聯(lián)、建模、分析和解釋，獲取合理有效的結(jié)論。三、教學(xué)內(nèi)容、學(xué)時安排和基本要求第一章離散信號與系統(tǒng)分析1.教學(xué)內(nèi)容：（1）數(shù)字信號處理的基本概念（2）數(shù)字信號處理的特點（3）數(shù)字信號處理的實現(xiàn)方法（4）時域離散信號分析（5）時域離散系統(tǒng)分析（6）時域離散系統(tǒng)的輸入輸出描述法——線性常系數(shù)差分方程（7）模擬信號數(shù)字處理方法2.重、難點數(shù)字信號的概念、時域離散系統(tǒng)的輸入輸出描述法、離散視域系統(tǒng)的復(fù)頻域分析方法。3.考核要點（1）信號分析方法、離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)描述（2）數(shù)字信號處理的特點4.教學(xué)方法本章教學(xué)主要采用講授、多媒體教學(xué)、課程作業(yè)、研究式教學(xué)等教學(xué)方法與手段。作業(yè)安排習(xí)題1.10、1.13、1.27、課外作業(yè)1.11離散傅里葉變換1.教學(xué)內(nèi)容（1）離散傅立葉變換的定義

（2）離散傅立葉變換的基本性質(zhì)

（3）頻率域采樣（4）利用DFT實現(xiàn)信號的分析2.重、難點離散傅立葉變換的基本性質(zhì)，頻率域采樣3.考核要點離散傅立葉變換的基本性質(zhì)，頻率域采樣利用DFT實現(xiàn)信號的分析4.教學(xué)方法本章教學(xué)主要采用講授、多媒體教學(xué)、課程作業(yè)、研究式教學(xué)等教學(xué)方法與手段。5.作業(yè)安排習(xí)題2.8（偶數(shù)）、2.17、課外作業(yè)2.8（2、4）第三章離散傅里葉變換快速算法1.教學(xué)內(nèi)容（1）基2FFT算法

（2）進(jìn)一步減少運算量的措施（3）分裂基FFT算法（4）離散哈特萊變換（DHT）2.重、難點基2FFT算法3.考核要點基2FFT算法與進(jìn)一步減少運算量的措施4.教學(xué)方法本章教學(xué)主要采用講授、多媒體教學(xué)、課程作業(yè)、研究式教學(xué)等教學(xué)方法與手段。5.作業(yè)安排習(xí)題3.4、3.6、3.10第四章IIR數(shù)字濾波器設(shè)計1.教學(xué)內(nèi)容（1）數(shù)字濾波器的基本概念

（2）模擬濾波器的設(shè)計（3）用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器（4）用雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器（5）IIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計法

2.重、難點脈沖響應(yīng)不變法，雙線性變換法3.考核要點應(yīng)用脈沖響應(yīng)不變法和雙線性變換法設(shè)計數(shù)字濾波器4.教學(xué)方法本章教學(xué)主要采用講授、多媒體教學(xué)、課程作業(yè)、研究式教學(xué)等教學(xué)方法與手段。5.作業(yè)安排習(xí)題4.5、4.10課外作業(yè)4.8（6、8）FIR數(shù)字濾波器設(shè)計1.教學(xué)內(nèi)容（1）線性相位FIR數(shù)字濾波器的條件和特點

（2）利用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器（3）利用頻率采樣法設(shè)計FIR濾波器（4）利用切比雪夫逼近法設(shè)計FIR濾波器（5）IIR和FIR濾波器的比較

2.重、難點利用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器3.考核要點利用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器4.教學(xué)方法本章教學(xué)主要采用講授、多媒體教學(xué)、課程作業(yè)、研究式教學(xué)等教學(xué)方法與手段。5.作業(yè)安排習(xí)題4.5、4.10課外作業(yè)4.8（6、8）信號時頻分析與小波分析1.教學(xué)內(nèi)容信號小波變換多分辨率濾波小波變換在信號分析與處理領(lǐng)域的應(yīng)用2.重、難點多分辨率濾波3.考核要點小波多分辨率濾波原理4.教學(xué)方法本章教學(xué)主要采用講授、多媒體教學(xué)、課程作業(yè)、研究式教學(xué)等教學(xué)方法與手段。5.作業(yè)安排習(xí)題5.10四、學(xué)時分配及對畢業(yè)要求指標(biāo)點的支撐章節(jié)教學(xué)內(nèi)容支撐的畢業(yè)要求指標(biāo)點學(xué)時分配講課實驗第1章離散信號與系統(tǒng)分析數(shù)字信號處理的基本概念、離散信號分析及離散系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。1.12第2章離散傅里葉變換離散傅立葉變換的定義

、離散傅立葉變換的基本性質(zhì)

、頻率域采樣、利用DFT實現(xiàn)信號的分析1.1、1.44第3章離散傅里葉變換快速算法基2FFT算法、

減少運算量的方法、分裂基FFT算法1.14第4章IIR數(shù)字濾波器設(shè)計數(shù)字濾波器的基本概念

、用脈沖響應(yīng)不變法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器、用雙線性變換法設(shè)計IIR數(shù)字濾波器、IIR數(shù)字濾波器優(yōu)化設(shè)計法1.4、2.1、4.46第5章FIR數(shù)字濾波器設(shè)計利用窗函數(shù)法設(shè)計FIR濾波器、利用頻率采樣法設(shè)計FIR濾波器1.4、2.1、4.46第8章信號時頻分析與小波分析信號小波變換、多分辨率濾波小波變換在信號分析與處理領(lǐng)域的應(yīng)用。4.42合計24五、考核方式及成績評定標(biāo)準(zhǔn)1.課程考核方式：考核方式包括期末考查、平時及作業(yè)情況。2.課程成績評定標(biāo)準(zhǔn)課程成績=平時考核成績×50%+期末考查成績×50%。成績的具體構(gòu)成如下：考核形式分值考核細(xì)則平時成績50%平時作業(yè)20主要考核學(xué)生對每節(jié)課知識點的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，計算全部作業(yè)的平均成績再按20%計入總成績。課堂考勤與小測驗10以隨機的形式，在每章內(nèi)容進(jìn)行中或結(jié)束后，隨堂測試1-2題，主要考核學(xué)生課堂的聽課效果和課后及時復(fù)習(xí)消化本章知識的能力，結(jié)合平時的隨機點名，最后按10%計入課程總成績。課外大作業(yè)20完成一個電力系統(tǒng)信號分析與濾波器設(shè)計Matlab仿真設(shè)計，提交仿真設(shè)計報告，最后按20%計入課程總成績。期末考查50%期末考查50閉卷考試或報告，按50%計入課程總成績。六、參考書目及學(xué)習(xí)資料1.程佩青．?dāng)?shù)字信號處理教程（3版）．北京：清華大學(xué)出版社，20062.胡廣書．?dāng)?shù)字信號處理—理論、算法與實現(xiàn)（2版）．北京：清華大學(xué)出版，20033.高西全．?dāng)?shù)字信號處理（第二版）學(xué)習(xí)指導(dǎo)（2版）．西安：西安電子科技大學(xué)出版社，20014.程佩青.數(shù)字信號處理教程（第五版MATLAB版）.北京：清華大學(xué)出版社，20175.艾倫·V.奧本海姆（AlanV.Oppenheim），RonaidW.Schafer.離散時間信號處理（第3版）.北京：電子工業(yè)出版社，2015《智能電網(wǎng)信號處理》課程簡介課程中文名稱：智能電網(wǎng)信號處理課程英文名稱：SmartGridSignalProcessing課程編號：C1409學(xué)分：1.5學(xué)時：24先修課程：高等數(shù)學(xué)、電力系統(tǒng)信號分析與處理、電子技術(shù)基礎(chǔ)適用專業(yè)：智能電網(wǎng)信息工程內(nèi)容提要：《智能電網(wǎng)信號處理》課程介紹了應(yīng)用于智能電網(wǎng)信息處理與通信技術(shù)領(lǐng)域的數(shù)字信號處理的基本概念,基本分析方法和處理技術(shù).主要討論離散時間信號和系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論,離散傅里葉變換DFT理論及其快速算法FFT,IIR和FIR數(shù)字濾波器的設(shè)計以及有限字長效應(yīng).通過本課程的學(xué)習(xí)使學(xué)生掌握利用

DFT

理論進(jìn)行信號譜分析,以及數(shù)字濾波器的設(shè)計原理和實現(xiàn)方法,為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)有關(guān)信息,通信等方面的課程打下良好的理論基礎(chǔ)?？己朔绞剑嚎疾槭褂媒滩模宏惡蠼?數(shù)字信號處理.北京：高等教育出版社，2014參考書目：1.程佩青．?dāng)?shù)字信號處理教程（3版）．北京：清華大學(xué)出版社，20062.胡廣書．?dāng)?shù)字信號處理—理論、算法與實現(xiàn)（2版）．北京