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图书分类

Book classification
  1. 全书共分七章,第1章是信号与系统概论,介绍了信号与系统的基本概念以及常用的基本连续时间信号和离散时间信号,重点讨论线性系统和时不变系统的特性;第2章讨论了连续时间系统的时域分析,其中将线性系统的全响应分解为零输入响应和零状态响应,详细分析了冲激响应的计算和卷积积分的求解;第3章介绍了连续时间系统的傅里叶变换,其中详细介绍了常用的基本连续时间信号的傅里叶变换,讨论了傅里叶变换的特性以及傅里叶变换的应用;第4章主要介绍了线性时不变系统的基本分析工具──拉普拉斯变换的定义、性质和应用;第5章和第6章主要介绍了离散时间信号与系统的时域分析和z域分析;第7章介绍了状态变量的概念和系统分析的状态变量法。...查看更多
  2. “信号与系统”是电气工程学科的一门重要的专业基础课程,作为该课程核心的基本概念和方法,几乎应用于所有的电气工程领域,并且也应用于信息及相关领域的全球多个学科、非电类的多个工程技术学科。所以说,“信号与系统”知识的应用非常广泛。“信号与系统”课程以“高等数学”、“线性代数”、“电路分析”等课程为基础,同时又是“自动控制原理”、“数字信号处理”、“通信原理”等专业课程的基础,在教学环节上起着承上启下的重要作用。
    本书根据高等学校最新的“信号与系统课程教学基本要求”编写,书中主要论述了信号与系统的概念、理论和分析方法。本书的总体结构是:先连续,后离散;先信号,后系统;先时域,后变换域;先输入输出法,后状态变量法。
    全书共分七章,第1章是信号与系统概论,介绍了信号与系统的基本概念以及常用的基本连续时间信号和离散时间信号,重点讨论线性系统和时不变系统的特性;第2章讨论了连续时间系统的时域分析,其中将线性系统的全响应分解为零输入响应和零状态响应,详细分析了冲激响应的计算和卷积积分的求解;第3章介绍了连续时间系统的傅里叶变换,其中详细介绍了常用的基本连续时间信号的傅里叶变换,讨论了傅里叶变换的特性以及傅里叶变换的应用;第4章主要介绍了线性时不变系统的基本分析工具──拉普拉斯变换的定义、性质和应用;第5章和第6章主要介绍了离散时间信号与系统的时域分析和z域分析;第7章介绍了状态变量的概念和系统分析的状态变量法。
    本书采用清晰、易懂而又严谨的方式进行编写,其中采用了大量的例子来说明基本概念和相应的理论,并提供了一定数量的习题供读者实践练习。由于该课程是一门理论性与应用性并重的课程,因此,在本书中尤其注重计算机仿真软件的使用。本书采用国际公认的优秀科技应用软件之一──MATLAB语言──对信号与系统进行分析和实现(MATLAB是一种函数丰富、功能强大的集数值计算、图形绘制为一体的系统仿真软件),书中每章的最后一节专门介绍了MATLAB的相关应用,让学生将理论课程中的重点、难点及部分练习用MATLAB语言进行形象、直观的可视化计算机仿真实现,从而加深对信号与系统的基本原理、方法及应用的理解,培养学生主动获取知识和独立解决问题的能力。
    本书第1~4章由王颖民编写,第5~7章由郭爱编写。全书由王颖民统稿。
    在本书编写过程中,得到了西南交通大学教材建设研究项目的大力支持,也得到了西南交通大学电气工程学院的大力支持,在此对他们表示衷心的感谢。另外,在本书编写过程中,编者参考了众多国内外的优秀教材和相关资料,在此向这些资料文献的作者深表谢意。
    由于编者水平所限,加之时间仓促,书中难免有不妥或错误之处,恳请读者指正。
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  1. 1.1  信号与系统的概念
    信号与系统理论的应用非常广泛,几乎涉及了所有的科学及技术领域,例如自动控制、通信、语言处理、图像处理、生物工程及航空航天等。同时,信号与系统的概念在人类社会与经济发展的其他领域中也很重要。本章主要介绍信号与系统的基本概念和基本特性,是信号与系统理论的基础。
    什么是信号?
    信号一般表现为随时间变化的某种物理量。信号是多种多样的,例如,一个电话、广播、电视、红绿灯交通信号,或者股票市场每周的道•琼斯指数,等等。通常将以直接形式表达的内容称为消息,如语言、文字、图像等。消息中有意义的内容称为信息。信号是消息的表现形式与传送载体,而消息则是信号的具体内容。
    在各种信号中,电信号是应用最广的物理量。电易于产生和控制,另外,许多非电信号也容易转换成电信号,因此,研究电信号具有重要意义。本课程主要讨论电信号,它通常表现为随时间变化的电压或电流。
    什么是系统?
    信号的产生、传输及处理都需要一定的物理装置,这种装置通常就称为系统。系统是一个非常广泛的概念,从一般意义上讲,系统是由若干相互作用和相互依赖的事物组合而成的具有特定功能的整体,如通信系统、控制系统、经济系统、生态系统等。因此,系统是某个实体,它能将一组信号处理为另一组信号。当一个或多个激励信号作用到系统的输入端时,就会在系统的输出端产生一个或多个响应信号。
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  1. 第1章  信号与系统概述 1
    1.1  信号与系统的概念 1
    1.2  信号的描述与分类 1
    1.3  基本信号 4
    1.4  信号的基本运算 11
    1.5  系统的描述与分类 14
    1.6  信号的MATLAB实现 19
    本章小结 19
    习题2 19
    第2章  连续时间系统的时域分析 20
    2.1  连续系统数学模型的建立 20
    2.2  线性系统的时域分析 24
    2.3  卷积积分 35
    2.4  系统对指数信号的响应 40
    2.5  用MATLAB进行连续时间系统的时域分析 42
    本章小结 42
    习题2 42
    第3章  连续时间信号与系统的频域分析 43
    3.1  周期信号的傅里叶级数 43
    3.2  周期信号的傅里叶频谱 48
    3.3  非周期信号的连续时间傅里叶变换 53
    3.4  典型信号的傅里叶变换 55
    3.5  傅里叶变换的性质 61
    3.6  系统响应的频域分析法 68
    3.7  无失真传输 72
    3.8  理想低通滤波器 73
    3.9  抽样定理 74
    3.10  用MATLAB进行连续时间信号和系统的频域分析 78
    本章小结 78
    习题3 78
    第4章  连续时间信号与系统的复频域分析 79
    4.1  拉普拉斯变换概述 79
    4.2  拉普拉斯变换的基本性质 83
    4.3  拉普拉斯逆变换 87
    4.4  系统的复频域分析 91
    4.5  系统框图 99
    4.6  信号流图 102
    4.7  系统模拟 106
    4.8  线性系统的稳定性 111
    4.9  用MATLAB实现连续时间信号与系统的复频域分析 117
    本章小结 117
    习题4 117
    第5章  离散时间信号与系统的时域分析 118
    5.1  基本离散时间信号 118
    5.2  离散时间系统的描述 121
    5.3  离散时间系统的传输算子和系统的模拟 127
    5.4  离散系统的零输入响应 130
    5.5  离散系统的单位响应 135
    5.6  离散信号的卷积和 139
    5.7  离散系统的零状态响应 141
    5.8  用MATLAB对离散信号与系统进行时域分析 146
    本章小结 146
    习题5 146
    第6章  离散时间信号与系统的z域分析 147
    6.1  离散信号的z变换 147
    6.2  z变换的基本性质 152
    6.3  z反变换 160
    6.4  离散系统的差分方程的z域求解 162
    6.5  离散系统的z域分析 165
    6.6  系统传递函数的零、极点及系统的稳定性判定 170
    6.7  离散系统的频域响应 173
    6.8  离散系统z域分析的MATLAB实现 175
    本章小结 175
    习题6 175
    第7章  系统的状态空间分析 176
    7.1  状态空间描述 176
    7.2  连续系统状态方程的建立 178
    7.3  连续系统状态方程的s域解法 185
    7.4  离散系统的状态变量分析法 190
    7.5  系统状态空间分析法的MATLAB实现 197
    本章小结 197
    习题7 197
    参考文献 198
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