授課內容112345678

緒論信號分析與處理

信號與系統的基本概念

確定性信號的分析

隨機信號分析

模擬信號的數字化

離散時間信號的分析

數字濾波器

信號分析與處理技術的工程應用

第1章緒論第1章緒論目錄及要求內容：1.1信息、信號、信號處理技術與現代科學技術；1.2

機電工程中的信號處理技術；1.3工程測試、控制系統與信號處理。基本要求：⒈了解信息、信號的定義及關系；⒉理解機電工程中的信號處理技術的應用領域；⒊了解系統、測試和檢測的定義，理解測試和檢測的主要任務；4.理解信號處理系統的分類，測試系統的組成。第1章緒論目錄及要求教學重點：1.信息、信號、信號分析、信號處理的概念、定義；2.信號的獲取和分析處理。教學難點：信號與信息的關系。第1章緒論5信息時代的特征——用信息科學和計算機技術的理論和手段來解決科學、工程和經濟問題。DigitalMediaProcessingWebpadTelematicsWirelessDevices:

802.11,Bluetooth,OthersEnhanced

GamingMilitaryandGovernmentCellular,SecureConnectivityIndustry-Specific

PDAsBiometricsMedicalDevices123什么是信號？信號是消息的表現形式，消息則是信號的具體內容。什么是系統？系統是由若干相互作用和相互依賴的事物組合而成的具有特定功能的整體。信號作用于系統會產生什么響應？信號的特征提取和濾波技術是本課程的主題。6《信號分析與處理》要解決的問題

什么是信號？表現形式1：旗語7

表現形式2：電碼8000110100111110001100101010101110110010100011000

表現形式3：工程信號9波形特征：周期、時間間隔、信號幅度、信號極性、信號斜率信號與系統問題無處不在10古老通訊方式：烽火、旗語、信號燈近代通訊方式：電報、電話、無線通訊現代通訊方式：網絡通訊、視頻傳播、衛星傳輸、移動通訊輸入信號（激勵）：外界對系統的作用。輸出信號（響應）：系統對輸入的反映。h(t)H(s)系統輸入輸出x(t)X(s)Y(s)y(t)

信息科學已滲透到所有現代自然科學和社會科學領域11工業監控、生產調度、質量分析、資源遙感、地震預報、人工智能、高效農業、交通監控宇宙探測、軍事偵察、武器技術、安全報警、指揮系統經濟預測、財務統計、市場信息、股市分析電子出版、新聞傳媒、影視制作遠程教育、遠程醫療、遠程會議虛擬儀器、虛擬手術

長電力傳輸線的故障檢測12脈沖發生器LT1T2互相關漏電

生物醫學信號處理應用舉例13濾波以前干擾嚴重濾波以后干擾祛除1緒論/1.1

信息、信號、信號處理技術與現代科學技術圖1-1生產過程中物資流、能量流和信息流的關系

物質、能量和信息人類社會和自然界的三大支柱，科學歷史上三個最重要的概念1緒論/1.1

信息、信號、信號處理技術與現代科學技術1.信息：反映了一個物理系統的狀態或特性。

信息就是新的知識，獲取信息，信息本身不具備傳輸和交換的能力，而必須借助信號來實現。2.信號：隨時間變化的物理量，用函數表示

正弦信號：正弦函數：獲取信息獲取信號對信號分析處理例：心電圖；飛機的飛行狀態與發動機工作狀態x(t):信號A、

0、：信息1緒論/1.1

信息、信號、信號處理技術與現代科學技術信號與信息有著密切的關系：

①信號是物理量或函數；

②信號中包含著信息，是信息的載體；

③信號不是信息，必須對信號進行分析和處理后，才能從信號中提取出信息，這是學習和應用信號分析與處理技術的根本目的；④在信號理論中，信號和函數是通用的1緒論/1.1

信息、信號、信號處理技術與現代科學技術3.信號分析

信號分析：是將一復雜信號（函數）分解為若干簡單信號分量疊加信號分析中一個最基本的方法：頻譜分析，幅值譜和相位譜

4.信號處理

信號處理：對信號進行某種加工變換或運算（濾波、相關、卷積、變換、增強、壓縮、估計、識別等），來獲取信息或變換信號處理：時域和頻域處理1緒論/1.2機電工程中的信號處理技術

電子通訊領域手機

機械振動信號領域機械裝備電氣工程領域諧波檢測、控制

語音處理領域語音分析、合成、識別

圖像處理領域圖像編碼、恢復、增強、識別

4.信號處理

信號處理目的

:濾除混雜在信號中的噪聲和干擾，提取它的特征參數。信號處理本質

:信息的變換和提取。

1緒論/1.3工程測試、控制系統與信號處理

2.系統分類:

a.自然系統.人工系統

b.物理系統.非物理系統物理系統：計算機網絡、電氣、電路、機械、聲學、光學、通信系統，控制系統、測試系統等1.系統:由若干相互聯系、相互制約及相互作用的事物組合而成，具有特定功能的整體。

例：RLC電路系統汽車系統電力系統

1緒論/1.3工程測試、控制系統與信號處理1.測試：是在測量和試驗過程中，搜集或獲取信息的全部操作；2.檢測：是在測量和控制過程中，搜集或獲取信息的全部操作。

圖1-2測試系統的基本組成通過傳感器測量技術可將物理量：噪聲、振動、溫度、壓力、位移、速度、加速度、力、流量如電流、電壓等測取并記錄下來，此類動態測試信號稱為工程測試信號，簡稱模擬信號，它是對物理量變化過程的模擬。非電量電量1緒論/1.3工程測試、控制系統與信號處理1.測試的主要任務：是利用各種測量系統精確地測量出測試信號；

2.檢測的主要任務：是利用各種測量系統尋找與自然信息具有對應關系的種種表現形式的信號。

信號處理系統模擬信號信號處理系統數字信號處理系統對信號進行分析和處理1緒論/1.3工程測試、控制系統與信號處理

自動控制系統是指受控對象和控制裝置的總體。若在沒有人的直接參與下，利用控制裝置操縱受控對象，使被控量等于給定值，稱為“自動控制”。控制的主要依據是來自三個不同通道的控制信號——給定值、干擾和被控量。可以認為，控制的過程也是對控制信號進行處理的過程。

溫度自動控制系統的信號變換功能舉例

現代的最優控制及自適應控制技術，需要解決最優估值與系統辨識的問題，實際上可歸結為信號處理技術。顯然，自動控制與信號的分析和處理也密不可分。

1緒論/1.4本書內容安排12345678

緒論信號分析與處理

信號與系統的基本概念

確定性信號的分析

隨機信號分析

模擬信號的數字化

離散時間信號的分析

數字濾波器

信號分析與處理技術的工程應用

連續時間信號分析：時域分析頻域分析離散時間信號分析、數字濾波工程應用24主要內容：⒈信息、信號的定義以及二者的關系；⒉信號分析、信號處理；3.測試技術、控制系統和信號處理；教學難點：信號是信息的載體，信號中包含信息。信號不是信息，從信號中提取出信息。第1章小結信號處理時域處理（波形分析）頻域處理（頻譜分析

）后續課程25前期課程控制系統——優化原理，自動調節原理電力拖動動力系統——電力系統自動化、熱力系統自動化、水利系統自動化、原子能系統通訊系統——微波技術、通訊原理學習本課程之前，應具有電子學、微機原理、工程數學（概率論與隨機過程、復變函數，積分變換）、自動控制基礎，測試技術等學科知識。

第1章作業：1-2，1-3，1-6，1-7，1-8課程要求：1234掌握信號處理的基本知識，具備科學實驗和工業試驗中數據處理的能力。掌握工程信號的采集、存貯、傳輸，特征提取和濾波技術；為后續專業學習和工作提供技術支撐。考試課，考試形式以筆試為主，閉卷，題型有問答題和分析計算題，試卷分值占70%，平時分值占20%，實驗分值占10%

平時分值計算方法：平時作業滿分為50分，課堂點名和提問滿分為50分；曠課3次取消考試資格。26參考教材1谷立臣編著《工程信號分析與處理技術》