电力系统信号分析与处理课程教学大纲

电力系统信号分析与处理课程教学大纲课程中文名称：电力系统信号分析与处理课程英文名称：SignalAnalyzingandProcessingofPowerSystem课程编号：204T0110学分：2学时：32（其中：讲课学时：32实验学时：0实践学时：0）先修课程：高等数学、电路原理、电子技术基础适用专业：智能电网信息工程课程类别：专业核心课/必修使用教材：《现代信号处理基础》吉培荣，机械工业出版社，2018年8月第一版开课单位：电气与新能源学院课程简介：“电力系统信号分析与处理”是将信息处理技术应用于电力系统方面，它由电力系统分析、信号分析、控制理论三个学科交叉形成。电力系统信号分析与处理应用范围十分广泛，它不仅用于一般工业，也广泛用于交通运输、电力系统、通信系统、计算机系统、新能源发电等，在照明、空调等家用电器及其他领域中也有着广泛的应用。课程性质《电力系统信号分析与处理》课程是智能电网信息工程专业教学计划中具有重要意义的必修专业核心课，它建立在高等数学、电路原理、电子技术等课程知识的基础上，是应用信号分析与系统分析的理论与方法，分析、计算和解决电气信号、电气系统及其相互之间约束关系的问题的科学，主要应用于复杂电路与系统分析、电力系统通信、电力系统信号分析、智能电网先进传感器技术等电气工程及自动化领域，该课程可为智能电网信息工程专业课程的学习打下坚实的基础。二、课程目标：课程目标1：通过本课程学习，强化学生“四个自信”，帮助学生了解当前科技界的最新进展和时政，不仅可以让学生提高对相关专业的热情和信心，还可以增强学生科技报国的信心。课程目标2：能运用数学、物理、电路理论知识建立电气信号与电气系统之间相互作用的理论模型，并能够进行系统函数的分析与计算。课程目标3：能运用信号与系统的原理知识表达电气系统的稳定性与可靠性分析与控制方面的工程问题，且能运用信号与系统的原理知识表达电气系统的时域与频域分析。课程目标4：能运用信号与系统的原理知识表达电气系统的变换域（S域与Z域）分析，并能够应用现代仿真工具进行电力系统对信号的传递变换分析与处理，能运用信号与系统的原理知识表达分析、解释分析电气信号、电气系统及其相互之间约束关系。三、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求毕业要求指标点课程目标对毕业要求的支撑关系1.工程知识1.3能将数学、自然科学、工程科学的知识和数学模型方法用于推演、分析智能电网工程问题。课程目标1课程目标22.问题分析2.4能运用基本原理，借助文献研究，分析过程的影响因素，获得有效结论。课程目标1课程目标3课程目标4四、教学内容及要求第一章信号与系统的基本概念1.教学内容（1）掌握信号与系统的基本概念；（2）掌握信号的基本运算；（3）理解冲激响应信号与阶跃响应信号的意义与性质；（4）理解线性时不变系统分析的数学方法。2.重点难点：信号与系统的基本概念与分析方法。3.课程思政融入点：从目前信号与系统在军事领域和航空航天领域的最新应用介绍出发，帮助学生了解我国与其他发达国家之间在相关领域的优势或差距，激发学生科技报国的热情。4.考核要点：信号的基本运算、冲激响应信号与阶跃响应信号的性质。5.教学方法：本章教学主要采用讲授、多媒体教学、课程作业、研究式教学等教学方法与手段。6.作业安排：1.1、1.2、1.5、1.7、1.8、1.9、1.11、1.13、1.14第二章连续时间信号分析1.教学内容（1）了解周期信号的正交分解；（2）掌握周期信号与非周期信号的傅里叶变换和傅里叶变换的重要性质与应用；（3）掌握连续信号的拉普拉斯变换及重要性质与应用。2.重点难点：周期信号的频谱分析、非周期信号的频谱分析及傅里叶变换性质。3.课程思政融入点：从我国在信号通讯方面领跑全世界到华为因5G遭受美国打击制裁，增强学生民族自信，培养学生爱国情怀。4.考核要点：非周期信号的傅里叶变换及其应用。5.教学方法：本章教学主要采用讲授、多媒体教学、课程作业、研究式教学等教学方法与手段。6.作业安排：2.1、2.2、2.6、2.9、2.10、2.17第三章离散时间信号分析1.教学内容（1）信号的抽样与恢复原理；（2）Z变换的性质及应用；（3）离散时间信号的傅里叶变换。（4）专题讨论：数字信号的产生2.重点难点：实际信号的抽样与恢复原理、离散时间信号的傅里叶变换。3.课程思政融入点：介绍我国高铁发展史以及科技工作者在信号抽样领域艰苦卓绝的奋斗历程，激发学生刻苦学习、不断创新、勇攀科技高峰。4.考核要点：Z变换的性质及应用。5.教学方法：本章教学主要采用讲授、多媒体教学、课程作业、专题讨论等教学方法与手段。6.作业安排：3.1、3.2、3.4、3.9、3.12、3.16第四章连续时间线性时不变系统分析1.教学内容（1）线性连续时不变系统的全响应分析；（2）卷积运算的物理意义及重要性质与应用；（3）系统的冲激响应与阶跃响应；（4）线性连续时不变系统的复频域分析方法；（5）信号的不失真传输原理及条件；（6）复合系统的概念。2.重点难点：线性连续时不变系统的全响应分析及复频域分析。3.课程思政融入点：介绍我国北斗发展史，我国北斗三号最后一颗全球组网卫星成功发射，标志着卫星导航系统部署全面完成。通过介绍传承、弘扬“自主创新、开放融合、万众一心、追求卓越”的新时代北斗精神。4.考核要点：信号的卷积计算、线性连续时不变系统的全响应分析及复频域分析。5.教学方法：本章教学主要采用讲授、多媒体教学、课程作业、专题讨论等教学方法与手段。6.作业安排：4.1、4.3、4.4、4.11、4.14、4.21第五章离散时间线性时不变系统的分析1.教学内容（1）离散时间线性时不变系统的全响应分析方法；（2）卷积和运算的物理意义及重要性质与应用；（3）离散时间线性时不变系统的Z域分析；（4）离散时间线性时不变系统的频率特性及频域分析。（5）专题讨论：频率的离散化与离散傅里叶变换2.重点难点：离散信号的卷积运算及离散时间线性时不变系统的全响应分析。3.课程思政融入点：讲述“中兴事件”，美国制裁中兴的事件引起了国人的无比愤概。在课堂上跟学生一起了解CPU芯片在国家科技层面的重要性，增强学生的民族自信心，让家国情怀扎根学生的心灵，帮助学生树立正确的价值观、世界观。4.考核要点：离散信号的卷积运算及离散时间线性时不变系统的全响应分析。5.教学方法：本章教学主要采用讲授、多媒体教学、课程作业、专题讨论等教学方法与手段。6.作业安排：5.1、5.2、5.3、5.7、5.11、5.16章节教学内容学时分配支撑的课程目标讲课实验实践第一章信号与系统的基本概念4001、2第二章连续时间信号分析6001、2、3第三章离散时间信号分析6001、2、3、4第四章连续时间线性时不变系统8001、2、3、4第五章离散时间线性时不变系统8001、2、3、4五、教学内容对课程目标的支撑关系六、考核方式及成绩评定标准1.课程考核方式：闭卷考试占60%，平时成绩占40%。平时成绩包括课堂表现15%、专题讨论15%、课程作业10%支撑毕业要求课程目标考核与评价方式合计平时成绩（40%）期末考试（60%）课堂表现15%专题讨论15%课程作业10%闭卷考试课程目标155指标点1.3课程目标2153045指标点2.4课程目标3102030课程目标4101020总分占比%40601002.课程考核评分标准课程目标考核要求评分标准高于预期达到预期低于预期优秀良好合格不合格1.通过本课程学习，强化学生“四个自信”，帮助学生了解当前科技界的最新进展和时政，不仅可以让学生提高对相关专业的热情和信心，还可以增强学生科技报国的信心。平时表现专题讨论543<32.能运用数学、物理、电路理论知识建立电气信号与电气系统之间相互作用的理论模型，并能够进行系统函数的分析与计算。课堂表现课程作业专题讨论课程考试41-4536-4027-35<273.能运用信号与系统的原理知识表达电气系统的稳定性与可靠性分析与控制方面的工程问题，且能运用信号与系统的原理知识表达电气系统的时域与频域分析。课堂表现课程作业专题讨论课程考试27-3024-2618-23<184.能运用信号与系统的原理知识表达电气系统的变换域（S域与Z域）分析，并能够应用现代仿真工具进行电力系统对信号的传递变换分析与处理，能运用信号与系统的原理知识表达分析、解释分析电气信号、电气系统及其相互之间约束关系。课堂表现课程作业专题讨论课程考试18-2016-1712-15<12七、参考