Subject description - B3B31SSI

Summary of Study | Summary of Branches | All Subject Groups | All Subjects | List of Roles | Explanatory Notes               Instructions
B3B31SSI Signals, systems and inference
Roles:P Extent of teaching:4P+2C
Department:13131 Language of teaching:CS
Guarantors:Bortel R. Completion:Z,ZK
Lecturers:Bortel R. Credits:6
Tutors:Bortel R., Bořil T., Šimek M. Semester:Z

Anotation:

Předmět je zaměřen na vysvětlení základních principů a pojmů používaných pro popis a analýzu signálů a systémů v časové, spektrální a operátorové oblasti a to jak pro spojité, tak i pro diskrétní signály a systémy. Jsou také zahrnuty metody diskretizace, linearizace a základní charakteristiky náhodných signálů a jejich odhady. Důraz je kladen nejen na teoretické zvládnutí látky, ale též na získání schopnosti analýzy signálů v prostředí MATLAB.

Course outlines:

1. Zavedení pojmů, základní rozdělení signálů a systémů
2. Základní typy signálů
3. Charakteristiky deterministických signálů
4. Spektrální reprezentace signálů
5. Vzorkování a rekonstrukce
6. Spektrální reprezentace diskrétních signálů
7. Popis spojitých soustav v časové oblasti
8. Popis spojitých soustav ve spektrální oblasti
9. Popis diskrétních soustav v časové oblasti
10. Popis diskrétních soustav ve spektrální oblasti
11. Použití Laplaceovy transformace pro popis spojitých systémů I 12. Použití Laplaceovy transformace pro popis spojitých systémů II
13. Bodeho charakteristika a Nyquistova charakteristika, vztah k nulám a pólům přenosu
14. Asymptotická aproximace Bodeho charakteristiky
15. Použití Z-transformace na pro popis diskrétních systémů I 16. Použití Z-transformace na pro popis diskrétních systémů II
17. Číslicová filtrace
18. Stavový popis, převody z/na vnější popis, blokové diagramy systémů
19. Stavový popis, asymptotická stabilita, spojování systémů
20. Metody linearizace soustav – linearizace systémů bez paměti, linearizace inverzní nelinearitou
21. Metody linearizace soustav – linearizace stavového popisu
22. Metody diskretizace spojitých systémů – dopředná a zpětná diference, bilineární transformace
23. Metody diskretizace spojitých systémů – impulzní invariance, MZT, ZOH
24. Charakteristiky náhodných signálů – výkon, kovariance, autokovariance, stacionarita, ergodicita
25. Charakteristiky náhodných signálů – spektrální výkonová hustota
26. Charakteristiky náhodných signálů – korelace, autokorelace, vzájemná spektrální výkonová hustota a koherence
27. Odhady charakteristik a jejich vlastnosti
28. Rezerva

Exercises outline:

1. Úvod, základní typy signálů a systémů
2. Spektrální analýza spojitých signálů
3. Diskretizace a rekonstrukce signálu, spektrální analýza diskrétních signálů
4. Výpočet konvoluce pro spojité a diskrétní systémy, frekvenční charakteristika, filtrace ve spektru
5. Analýza systémů 1. a 2. řádu popsaných diferenciální rovnicí v časové oblasti
6. Aplikace Laplaceovy transformace na systémy 1. a 2. řádu, přenos, odezva systému
7. Bodeho charakteristika, její asymptotická aproximace a konstrukce Nyquistovy charakteristiky
8. Aplikace Z-transformace na systémy 1. a 2. řádu, přenos, odezva systému
9. Vnitřní a vnější popis, převod popisů, spojování systémů, schématický popis systémů
10. Linearizace – nalezení pracovního bodu, linearizace ve stavovém prostoru
11. Aplikace technik diskretizace spojitých signálů
12. Odhad střední hodnoty, výkonu a spektrální výkonové hustoty, aplikace na reálné signály
13. Odhady kovariance/korelace a koherence, aplikace na reálné signály
14. Rezerva

Literature:

Povinná literatura: Oppenheim, A.V., Verghese, G.C.: Signals, Systems and Inference, Pearson, 2015. (knihu lze zakoupit) Doporučená literatura: Hwei P. Hsu: Signals and Systems. Schaum's Outlines, Mc Graw Hill, New York, 2014. (knihu lze zakoupit, několik výtisků na katedře k zapůjčení)
S. W. Smith: The Scientists and Engineer’s Guide to Digital Signal Processing. California Technical Publishing, 1999. (dostupná elektronicky)

Requirements:

Subject is included into these academic programs:

Program Branch Role Recommended semester
BPKYR_2021 Common courses P 3


Page updated 4.3.2024 17:51:06, semester: Z/2024-5, Z,L/2023-4, Send comments about the content to the Administrators of the Academic Programs Proposal and Realization: I. Halaška (K336), J. Novák (K336)