GUÍA DE APRENDIZAJE Métodos de Tratamiento de Señal GRADUADO EN INGENIERÍA DE COMPUTADORES

Transcripción

1 DATOS DESCRIPTIVOS 1 GUÍA DE APRENDIZAJE Métodos de Tratamiento de Señal GRADUADO EN INGENIERÍA DE COMPUTADORES CENTRO RESPONSABLE E.U. de Informática OTROS CENTROS IMPLICADOS CICLO Grado sin atribuciones MÓDULO MATERIA: ASIGNATURA: Métodos de Tratamiento de la Señal CURSO: 4º DEPARTAMENTO RESPONSABLE Matemática Aplicada (EUI) CRÉDITOS EUROPEOS: 3 CARÁCTER: Optativa ITINERARIO: CURSO ACADÉMICO: 2013/2014 PERIODO DE IMPARTICIÓN: Segundo semestre (Del 3 de febrero al 27 de marzo) IDIOMAS IMPARTICIÓN: Español OTROS IDIOMAS DE IMPARTICIÓN: HORAS/CRÉDITO 26 1 Paso 0 en la aplicación EUROPA 1

2 PROFESORADO 2 NOMBRE Y APELLIDOS DESPACHO Correo electrónico EN INGLÉS Alfonsa García López 2105 alfonsa.garcia@eui.upm.es No Francisco García Mazarío gmazario@eui.upm.es No Alfonsa García López Tribunal Francisco García Mazarío J Luis Coronado Morales TUTORÍAS NOMBRE Y APELLIDOS Alfonsa García López TUTORÍAS LUGAR DÍA DE A 2105 Martes 10h 13h 2105 Jueves 15h 18h 2106 ó 6106 Martes 16h 19h Francisco García Mazarío 2106 ó 6106 Jueves 15h 18h GRUPOS Nº de Grupos 3 Teoría 1 GRUPOS ASIGNADOS EN: Prácticas Laboratorio 1 2 Paso 2 en la aplicación EUROPA. Si no se sabe el horario de tutorías, poner sólo el despacho. 3 Los grupos son de teoría y/o de laboratorio (no de prácticas). 2

3 REQUISITOS PREVIOS NECESARIOS 4 ASIGNATURAS SUPERADAS: OTROS REQUISITOS CONOCIMIENTOS PREVIOS RECOMENDADOS ASIGNATURAS PREVIAS RECOMENDADAS: CONOCIMIENTOS PREVIOS Análisis Matemático Números complejos. Manejo de sucesiones y series. Manejo de funciones elementales. Cálculo diferencial e Integral OTROS CONOCIMIENTOS Álgebra elemental 4 Paso 3 en la aplicación EUROPA 3

4 COMPETENCIAS 5 CÓDIGO COMPETENCIA NIVEL RA G1 Comunicación oral y escrita 2 RA-7 G7 Uso de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones 2 RA-1,7 G10 Capacidad de análisis y síntesis 3 RA-2,7 I1 Capacidad para la resolución de los matemáticos que puedan plantearse en la ingeniería. Aptitud para aplicar los conocimientos sobre: algebra, cálculo diferencial e integral y métodos numéricos; estadística y optimización 5 RA-3,4,5,6 I12 Conocimiento y aplicación de los procedimientos algorítmicos básicos de las tecnologías informáticas para diseñar soluciones a, analizando la idoneidad y complejidad de los algoritmos propuestos 2 RA-6 E4 Capacidad de diseñar e implementar software de sistema y de comunicaciones 2 RA-7 RESULTADOS DE APRENDIZAJE CÓDIGO RA_1 RA_2 RA_3 RA_4 RA_5 RA_6 RA_7 DESCRIPCIÓN Maneja, representa y opera con los datos de una señal usando el sistema de cálculo Matlab Calcula transformadas z y transformadas z inversas y las aplica a la obtención de la función de transferencia y al análisis de Sistemas Lineales Invariantes en tiempo discreto (SLIT) Calcula, maneja y representa series de Fourier de funciones elementales. Resuelve usando la transformada (discreta) de Fourier y la transformada de Fourier en tiempo discreto Conoce y aplica el algoritmo de la transformada Rápida (FFT) para el cálculo eficiente de la transformada discreta de Fourier. Implementa en Matlab diversos algoritmos de tratamiento de señales basados en la FFT Desarrolla y documenta software matemático (Matlab) para la resolución de de tratamiento de señal. 5 Paso 4 y 5 en la aplicación EUROPA. Hay que poner un RA por cada competencia que tenga la asignatura en el Plan de Estudios. Imprescindible poner todas las competencias. 4

5 INDICADORES DE LOGRO 6 CÓDIGO INDICADOR RA IN_01 Define y representa en Matlab señales discretas RA_1 IN_02 Conoce y maneja adecuadamente señales elementales incluidas las señales impulso discreto y escalón RA_1 IN_03 Calcula la suma, producto y convolución de secuencias. RA_1 IN_04 Calcula el desplazamiento o la energía de una señal RA_1 IN_05 IN_06 IN_07 IN _08 IN _09 IN _10 Modeliza sistemas en tiempo discreto mediante ecuaciones en diferencias Comprende y utiliza las propiedades más importantes de la transformada z Calcula transformadas z y transformadas inversas, tanto simbólica como numéricamente, utilizando, en su caso recursos software (Matlab) Aplica la transformada z al estudio de SLIT y al estudio del comportamiento asintótico de señales. Calcula y utiliza series de Fourier y las usa para determinar el espectro de señales. Implementa en Matlab funciones para el cálculo de la DFT y la DTFT RA_2 RA_2 RA_2 RA_2, RA_7 RA_3 RA_4 RA_7 IN _11 IN _12 Maneja adecuadamente el algoritmo FFT y es capaz de determinar su complejidad Desarrolla aplicaciones y resuelve usando el algoritmo FFT RA_5 RA_6 RA_7 6 Paso 6 en la aplicación EUROPA 5

6 CONTENIDOS ESPECÍFICOS (TEMARIO) 7 TEMA APARTADOS LOGRO 1. Señales en tiempo discreto Discretización de una señal Señales discretas elementales Operaciones con secuencias Convolución de señales Sistemas lineales invariantes en el tiempo (SLIT) 2. Transformada z Definición y ejemplos Propiedades y tabla de transformadas Convergencia de la transformada z, ceros y polos Uso de Matlab para el cálculo de transformadas numérica y simbólicamente Obtención de la transformada inversa Aplicación al estudio de SLIT 3. Series de Fourier y transformada discreta de Fourier 4. Algoritmo de la transformada rápida (FFT) Series de Fourier Complejas Series trigonométricas de Fourier Transformada Discreta de Fourier (TDF) y transformada de Fourier en tiempo discreto (DTFT) Propiedades de la TDF Aplicaciones de la TDF Algoritmo FFT Análisis de la complejidad del algoritmo FFT Aplicaciones del algoritmo FFT 7 Paso 7 en la aplicación EUROPA 6

7 BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS MODALIDADES ORGANIZATIVAS UTILIZADAS Y MÉTODOS DE ENSEÑANZAS EMPLEADOS 8 MODALIDAD DESCRIPCIÓN MÉTODO MÉTODOS DE ENSEÑANZA Clases teóricas Clases de Sesiones de laboratorio Estudio y trabajo Proyectos Se trata de clases magistrales participativas en las que se presentan conceptos, resultados y ejemplos. En ellas los estudiantes, siguiendo las indicaciones del profesor, resuelven individualmente o en grupo un conjunto de de cuyos enunciados disponen con antelación. Usando el sistema de cálculo matemático Matlab, se implementan algoritmos y se resuelven relacionados con los objetivos del curso. Los estudiantes trabajan de manera autónoma con los contenidos del curso, repasando los conceptos teóricos y resolviendo ejercicios Los estudiantes trabajarán a lo largo del curso en el proyecto Caja de herramientas Matlab para el tratamiento de señales Método expositivo Estudio de Teoría Aprendizaje basado en proyectos 8 Paso 10 de la aplicación EUROPA 7

8 CRONOGRAMA DE TRABAJO DE LA ASIGNATURA 9 SEMANA ACTIVIDADES Actividad Modalidad 10 Met.Ense 11 Lugar 12 Duración Evaluación 13 Prep Carga(%) 14 Presentación Aula 0,5 h Clase Tema1 Señales discretas Clase teórica Mét. Expositivo Aula 1.5h Ambas Práctica 1 Clase de prácticas Laboratorio 2h Ambas Estudio Teoría Otros 5h Ambas Clase Tema 2 Transformada z Práctica 2 Clase teórica Mét. Expositivo Laboratorio 2h Ambas Clase de prácticas Laboratorio 2 h Ambas Otros 6h Ambas Clase Tema 2 SLIT Clase teórica Mét. Expositivo Laboratorio 2h Ambas Práctica 3 Clase de prácticas Aprendizaje basado en proyectos Laboratorio 2 h Ambas 9 Paso 8 en la aplicación EUROPA 10 A elegir entre: Clase de Problemas, Clase de prácticas, Clases teóricas,, Esudio y trabajo en grupo, prácticas externas, seminarios-talleres, tutorías 11 A elegir entre: Aprendizaje Basado en Problemas, Aprendizaje Basado en Proyectos, Aprendizaje cooperativo, Contrato de aprendizaje, Estudio de casos, estudio de teoría, Lección magistral, Método expositivo, 12 Aula, Laboratorio, Otros 13 Continua, Examen Final, Ambas 14 No hace falta calcularla, lo hace la aplicación. Lo que sí hay que hacer es cuidar el número de horas dedicadas por el alumno a la asignatura semanalmente. La suma semestral, incluyendo las horas de los exámenes, debe ser 156 horas. 8

9 SEMANA ACTIVIDADES Actividad Modalidad 10 Met.Ense 11 Lugar 12 Duración Evaluación 13 Prep Carga(%) 14 Otros 3h Ambas Proyecto Aprendizaje basado en proyectos Otros 2,5 h Ambas Cuestionario online Estudio Teoría Otros 0,5 h Continua Otros 4h Ambas Taller de Clase de Laboratorio 2h Ambas Prueba escrita 1 Laboratorio 2 h Continua Clase Tema 3 Series de Fourier Clase teórica Mét. Expositivo Laboratorio 2h Ambas Práctica 4 Clase de prácticas Laboratorio 2h Ambas Cuestionario online Clase Tema 3 Transformadas F Práctica 5 Proyecto Cuestionario online Clase Tema 4 FFT Práctica 6 Otros 5,5h Ambas Estudio Teoría Otros 0,5 h Continua Clase teórica Mét. Expositivo Laboratorio 2h Ambas Clase de prácticas Laboratorio 2 h Ambas Aprendizaje basado en proyectos Otros 2h Ambas Otros 3,5h Ambas Estudio Teoría Otros 0,5 h Continua Clase teórica Mét. Expositivo Laboratorio 2h Ambas Clase de prácticas Laboratorio 2 h Ambas 9

10 SEMANA 8 ACTIVIDADES Actividad Modalidad 10 Met.Ense 11 Lugar 12 Duración Evaluación 13 Prep Carga(%) 14 Aprendizaje basado en proyectos Otros 5h Ambas Proyecto Taller de Problemas Prueba escrita 2 Clase de Estudio Teoría y Laboratorio 2h Ambas Otros 4h Ambas Laboratorio 2 h Continua Proyecto Aprendizaje basado en proyectos Otros 3h Ambas Entrega proyecto otros Ambas Preparación examen otros 6h Ex Final 10

11 EVALUACIÓN DE LA ASIGNATURA SEMANA ACTIVIDADES Actividad Lugar Técnica eval 15. Peso(%) Eval. min 1 Entrega ejercicios Vía Moodle Informes 1 2 Entrega ejercicios Vía Moodle Informes 2 Entrega ejercicios Vía Moodle Informes 2 3 Pruebas de Respuestas Cuestionario on line Vía Moodle Corta 4 4 Prueba escrita Temas 1,2 Laboratorio Pruebas de Respuesta Larga de desarrollo 25 Entrega ejercicios Vía Moodle Informes 1 5 Pruebas de Respuesta Cuestionario on line Vía Moodle Corta 3 Entrega ejercicios Vía Moodle Informes 2 6 Pruebas de Respuesta Cuestionario on line Vía Moodle Corta 3 7 Entrega ejercicios Vía Moodle Informes 2 Pruebas de Respuestas Prueba escrita Temas 3,4 Laboratorio 25 Largas de desarrollo 8 Entrega Proyecto Vía Moodle Trabajos y proyectos ( )Examen final Teórico-Práctico 15 Escalas de actitudes, Informes/memorias de prácticas, Portafolios, Prueba de Ejecución de tareas reales y/o simuladas, Pruebas de Respuestas Corta, Pruebas de Respuestas Largas de desarrollo, Pruebas objetivas, Pruebas orales, Sistema de Autoevaluación, Técnica de observación, Trabajos y Proyectos 11

12 CRITERIOS DE CALIFICACIÓN DE LA ASIGNATURA CRITERIOS DE CALIFICACIÓN Opción Evaluación continua: Dos pruebas de evaluación (con ordenador): 50% Entrega ejercicios: 10% Cuestionarios Moodle:10% Proyecto: 30% Opción examen único: hay que pedirlo antes del día 22 de marzo y consiste en realizar un examen con ordenador de ejercicios y. Se deberá entregar el proyecto que computa 30% y se puede usar Matlab y las funciones que el estudiante haya programado para realizar el examen, que computa 70%. Las competencias genéricas se evaluarán con el proyecto. RECURSOS DIDÁCTICOS 16 TIPO BIBLIOGRAFÍA DESCRIPCIÓN 1. BRIGHAM, E.O.: The fast Fourier transform and its applications. Prentice-Hall, CARTWRIGHT, M.: Fourier methods for mathematicians, scientists and engineers. Ellis Horwood, GROVE, A.C.: An introduction to the Laplace and the z transform. Prentice-Hall, OGATA, K.: Problemas de Ingeniería de Control utilizando Matlab. Prentice-Hall, OPPENHEIN, A.V.; SCHAFER, R.W.; BUCK, J.R. Tratamiento de señales en tiempo discreto. Prentice-Hall, 2000 RECURSOS WEB Web de la asignatura: Información general sobre la asignatura: programa, bibliografía, normas de evaluación, profesores, etc. Moodle: Información, enunciados de actividades y material de apoyo. Digital Signal Processing. Markus Kuhn (U. of Cambridge) (2009) EQUIPAMIENTO Instrumentación de Laboratorio: Ordenadores personales Aplicaciones Software: Matlab, Moodle 16 Paso 11 en la aplicación EUROPA 12

13 OTRA INFORMACIÓN RESEÑABLE Paso 12 en la aplicación EUROPA 13