智能电网信号处理教学大纲

智能电网信号处理教学大纲课程中文名称：智能电网信号处理课程英文名称：SmartGridSignalProcessing课程编号：C1049 学分：1.5学时：24（其中：讲课学时：24实验学时：0实践学时：0）先修课程：电力系统信号分析与处理、电子技术基础适用专业：智能电网信息工程课程类型：专业拓展课/选修使用教材：陈后金.数字信号处理.北京：高等教育出版社，2014开课单位：电气与新能源学院一、课程性质《智能电网信号处理》课程是智能电网信息工程专业的专业拓展课。智能电网信号处理是对信号进行分析、变换、综合、估值与识别等，由于它具有精度高、高稳定性、灵活性强、便于集成以及可以对数字信号进行存储、运算等优点，目前已广泛应用于智能电网信息处理与通信技术等领域。二、课程目标1、本课程支撑专业培养计划中毕业要求1、2、4；2、能用数字信号处理的基本思想原理，基本方法分析离散时间信号与系统，并能了解数字信号处理的应用及发展趋势；3、能运用数值分析计算、物理、电路理论知识建立信号处理的数学模型，并能够进行系统的离散傅里叶变换分析与计算，本目标支持毕业要求1.1：能够将数学、自然科学、工程基础和专业知识运用到智能电网复杂工程问题的恰当表述中；4、能用软件或者硬件的方法，解决智能电网信号分析与处理方面的工程问题，本目标支持毕业要求1.4：能将工程和专业知识用于智能电网复杂工程问题的设计和改进；5、能够应用现代仿真工具（如Matlab）进行离散信号与系统的快速傅里叶变换分析与处理；本目标支持毕业要求2.1：能识别和判断智能电网复杂工程问题的关键环节和参数；6、能设计满足具体应用要求的IIR数字滤波器和FIR滤波器数字滤波器，本目标支持毕业要求4.4：能正确采集、整理实验数据，对实验结果进行关联、建模、分析和解释，获取合理有效的结论。三、教学内容、学时安排和基本要求第一章离散信号与系统分析1.教学内容：（1）数字信号处理的基本概念（2）数字信号处理的特点（3）数字信号处理的实现方法（4）时域离散信号分析（5）时域离散系统分析（6）时域离散系统的输入输出描述法——线性常系数差分方程（7）模拟信号数字处理方法2.重、难点数字信号的概念、时域离散系统的输入输出描述法、离散视域系统的复频域分析方法。3.考核要点（1）信号分析方法、离散系统的数学描述（2）数字信号处理的特点4.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。作业安排习题1.10、1.13、1.27、课外作业1.11离散傅里叶变换1.教学内容（1）离散傅立叶变换的定义

（2）离散傅立叶变换的基本性质

（3）频率域采样（4）利用DFT实现信号的分析2.重、难点离散傅立叶变换的基本性质，频率域采样3.考核要点离散傅立叶变换的基本性质，频率域采样利用DFT实现信号的分析4.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。5.作业安排习题2.8（偶数）、2.17、课外作业2.8（2、4）第三章离散傅里叶变换快速算法1.教学内容（1）基2FFT算法

（2）进一步减少运算量的措施（3）分裂基FFT算法（4）离散哈特莱变换（DHT）2.重、难点基2FFT算法3.考核要点基2FFT算法与进一步减少运算量的措施4.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。5.作业安排习题3.4、3.6、3.10第四章IIR数字滤波器设计1.教学内容（1）数字滤波器的基本概念

（2）模拟滤波器的设计（3）用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器（4）用双线性变换法设计IIR数字滤波器（5）IIR数字滤波器优化设计法

2.重、难点脉冲响应不变法，双线性变换法3.考核要点应用脉冲响应不变法和双线性变换法设计数字滤波器4.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。5.作业安排习题4.5、4.10课外作业4.8（6、8）FIR数字滤波器设计1.教学内容（1）线性相位FIR数字滤波器的条件和特点

（2）利用窗函数法设计FIR滤波器（3）利用频率采样法设计FIR滤波器（4）利用切比雪夫逼近法设计FIR滤波器（5）IIR和FIR滤波器的比较

2.重、难点利用窗函数法设计FIR滤波器3.考核要点利用窗函数法设计FIR滤波器4.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。5.作业安排习题4.5、4.10课外作业4.8（6、8）信号时频分析与小波分析1.教学内容信号小波变换多分辨率滤波小波变换在信号分析与处理领域的应用2.重、难点多分辨率滤波3.考核要点小波多分辨率滤波原理4.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。5.作业安排习题5.10四、学时分配及对毕业要求指标点的支撑章节教学内容支撑的毕业要求指标点学时分配讲课实验第1章离散信号与系统分析数字信号处理的基本概念、离散信号分析及离散系统的数学模型。1.12第2章离散傅里叶变换离散傅立叶变换的定义

、离散傅立叶变换的基本性质

、频率域采样、利用DFT实现信号的分析1.1、1.44第3章离散傅里叶变换快速算法基2FFT算法、

减少运算量的方法、分裂基FFT算法1.14第4章IIR数字滤波器设计数字滤波器的基本概念

、用脉冲响应不变法设计IIR数字滤波器、用双线性变换法设计IIR数字滤波器、IIR数字滤波器优化设计法1.4、2.1、4.46第5章FIR数字滤波器设计利用窗函数法设计FIR滤波器、利用频率采样法设计FIR滤波器1.4、2.1、4.46第8章信号时频分析与小波分析信号小波变换、多分辨率滤波小波变换在信号分析与处理领域的应用。4.42合计24五、考核方式及成绩评定标准1.课程考核方式：考核方式包括期末考查、平时及作业情况。2.课程成绩评定标准课程成绩=平时考核成绩×50%+期末考查成绩×50%。成绩的具体构成如下：考核形式分值考核细则平时成绩50%平时作业20主要考核学生对每节课知识点的复习、理解和掌握程度，计算全部作业的平均成绩再按20%计入总成绩。课堂考勤与小测验10以随机的形式，在每章内容进行中或结束后，随堂测试1-2题，主要考核学生课堂的听课效果和课后及时复习消化本章知识的能力，结合平时的随机点名，最后按10%计入课程总成绩。课外大作业20完成一个电力系统信号分析与滤波器设计Matlab仿真设计，提交仿真设计报告，最后按20%计入课程总成绩。期末考查50%期末考查50闭卷考试或报告，按50%计入课程总成绩。六、参考书目及学习资料1.程佩青．数字信号处理教程（3版）．北京：清华大学出版社，20062.胡广书．数字信号处理—理论、算法与实现（2版）．北京：清华大学出版，20033.高西全．数字信号处理（第二版）学习指导（2版）．西安：西安电子科技大学出版社，20014.程佩青.数字信号处理教程（第五版MATLAB版）.北京：清华大学出版社，20175.艾伦·V.奥本海姆（AlanV.Oppenheim），RonaidW.Schafer.离散时间信号处理（第3版）.北京：电子工业出版社，2015《智能电网信号处理》课程简介课程中文名称：智能电网信号处理课程英文名称：SmartGridSignalProcessing课程编号：C1409学分：1.5学时：24先修课程：高等数学、电力系统信号分析与处理、电子技术基础适用专业：智能电网信息工程内容提要：《智能电网信号处理》课程介绍了应用于智能电网信息处理与通信技术领域的数字信号处理的基本概念,基本分析方法和处理技术.主要讨论离散时间信号和系统的基础理论,离散傅里叶变换DFT理论及其快速算法FFT,IIR和FIR数字滤波器的设计以及有限字长效应.通过本课程的学习使学生掌握利用

DFT

理论进行信号谱分析,以及数字滤波器的设计原理和实现方法,为学生进一步学习有关信息,通信等方面的课程打下良好的理论基础。考核方式：考查使用教材：陈后金.数字信号处理.北京：高等教育出版社，2014参考书目：1.程佩青．数字信号处理教程（3版）．北京：清华大学出版社，20062.胡广书．数字信号处理—理论、算法与实现（2版）．北京