編者按:為貫徹落實全國研究生教育會議精神和《西北工業大學一流研究生人才培養行動計劃》,持續深入樹典型、立標桿、推經驗,總結凝練推廣我校“研究生培養質量提升工程”支持建設項目的好經驗、好做法,發揮優秀項目示范引領和輻射帶動作用,研究生院特推出“研究生培養質量提升”系列文章,以期交流借鑒,共促提升,實現我校研究生教育高水平高質量發展。
《M07G21001隨機信號分析》是一門具有較寬學科受眾的理論和實踐類研究生公共實驗課程。主要講授經典信號處理方法,包括相關分析、譜分析等基本理論及其應用。近年來,一方面傳統工程應用領域由于科研、試驗、運行數據量的急劇增加,迫切需要發展和應用新的信號處理技術;另一方面,人工智能、深度學習、大數據等研究方向的持續深入和廣泛應用,也拓展和豐富了隨機信號分析的理論和應用領域。本課程面向科技發展需求,探討通過校企聯合模式、豐富授課和實踐內容、擴大研究生視野、提升教學質量,取得了階段性成果。
一、構建課程教學體系
課程構建了理論教學和實驗教學相結合,經典理論與研究前沿相結合的教學體系。既講授隨機信號分析的基本概念、相關分析和譜分析等經典理論,也探討小波變換、壓縮感知、人工智能等隨機信號理論的發展和前沿研究。既通過線上和線下課堂教學講授理論知識,也開展上機實驗和儀器實物實驗。目的是使研究生在掌握堅實的理論基礎上,探索前沿研究熱點、培養實踐能力,切實提高實驗動手水平。

二、促進校企聯合培養
1.積極調研企業需求
從動力與能源學院的專業背景和研究生就業去向出發,通過走訪座談等方式,調研了中國航發動研所、渦輪院、控制所、貴陽所等兄弟單位,進一步掌握航空發動機主要研究所在隨機信號分析技術的應用現狀和需求,以及學生就業后從事的主要技術工作內容、對學生理論知識和實驗能力的要求等。按照從實踐中來再到實踐中去的理念,提煉企業工程實踐中的工程技術和科學問題,進一步豐富隨機信號分析授課理論背景,充實教學案例,既增強同學們分析工程技術問題的理論深度,也尋求理論應用服務于實踐的結合點和落腳點。
2.邀請企業專家授課
與企業專家面對面交流是直面工程實踐問題的良好方式。一方面,邀請航空發動機行業專家講授試驗測試數據處理技術及面臨的挑戰,另一方面,邀請大數據行業頭部企業講授人工智能、大數據應用的場景及前景,以及工業大數據面臨的機遇與挑戰。在技術講座和交流活動中,同學們擴大了視野,對隨機信號分析應用背景和需求有了更深入的了解,學習和探究的興趣更加濃厚。


三、開展小組探究實驗
“紙上得來終覺淺,絕知此事要躬行”。 《M07G21001隨機信號分析》是研究生實驗課,實驗也一直是這門課的核心內容。
1.計算機上機實驗
充分發揮上機實驗的優勢,在每節理論課后安排一定數量的上機實驗題目。這些題目一部分來自工程實踐,如壓氣機氣動失穩信號分析、發動機試車故障診斷等;一部分是難以開展實物實驗而在計算機中可以靈活地模擬的,如聲音傳播路徑識別、相關分析在管道泄露點檢測中的應用等。通過上機實驗,在鞏固理論知識的同時,也提高了學生的編程能力,為后續課程和科研工作打下堅實基礎。
2.儀器實物實驗
除計算機上機實驗外,還增強儀器實驗部分。儀器實驗內容有典型隨機信號的自相關分析、典型隨機信號的譜分析、相關分析在測試和診斷中的應用、頻響函數測定、懸臂梁模態分析、計算機測量系統等。為了保障同學們得到充足的動手實踐機會,實驗堅持3-6人小組,鼓勵自主設計探究實驗。


總之,《M07G21001隨機信號分析》課程面向學科發展,通過校企聯合使同學們了解隨機信號分析領域重要學術進展,工業企業特別是航空發動機研究院所的信號分析應用現狀和未來場景等,在鞏固基礎知識、增強動手能力的同時,拓寬學生視野,增強學生從事相關研究的熱情和信念,培養理論聯系實踐、產學研相結合的優秀研究生。