信号、系统与控制基础教程 9787040345834 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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潘仲明 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040345834

商品编码：29420745324

包装：平装

出版时间：2012-07-01

基本信息

书名：信号、系统与控制基础教程

定价：40.70元

作者：潘仲明

出版社：高等教育出版社

出版日期：2012-07-01

ISBN：9787040345834

字数：

页码：406

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《信号、系统与控制基础教程》详尽介绍了信号、系统与反馈控制理论的基础知识，主要内容包括：信号的傅里叶分析和采样定理，线性定常连续时间系统与离散时间系统的输入一输出模型，线性系统的稳定性概念，线性系统的时域、频域分析方法，模拟滤波器和数字滤波器的设计与实现，反馈控制原理与反馈控制系统的经典校正方法，线性系统的状态空间分析法与反馈控制系统的状态空间综合法等。全书选材精当，基本概念表述清晰、讲解透彻，公式推导过程严谨，例题切合工程实际，MATLAB算法程序简明易懂，符合工科学生的思维习惯和认识规律。
《信号、系统与控制基础教程》适合作为高等学校仪器仪表、机械工程、电气工程和自动化技术等专业的高年级本科生教材，也可供从事信号处理与控制理论研究的科技工作者参考。

目录

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作者介绍

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潘仲明，国防科技大学教授，博士生导师。毕业于国防科技大学精密仪器及机械专业，获博士学位。1999年1月至2000年3月作为国家公派访问学者，在美国Oakland大学电气与系统工程系进修，并从事多传感器数据融合技术和汽车安全防撞系统研究。曾主持和参加国家重大建设专项、国家自然科学基金项目、部委级科技基金项目和其他科研项目的研究工作，获国家科技进步二等奖、部委级科技进步一、二、三等奖8项，国家发明3项，军队育才银奖1次。出版研究生教材2部，本科教材1部，在外核心期刊和学术会议发表论文40余篇。

文摘

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序言

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章 信号、系统与控制的基本概念
1.1 信号
1.1.1 信号的大小
1.1.2 信号的分类
1.1.3 信号的基本处理方法
1.1.4 典型的信号模型
1.2 线性系统
1.2.1 系统分类
1.2.2 脉冲响应函数与卷积积分
1.2.3 线性系统的数学模型
1.3 自动控制系统
1.3.1 开环控制与闭环控制
1.3.2 信号调节器与控制器
本章小结
习题

第2章 连续时间信号的傅里叶分析
2.1 矢量空间与基函数
2.1.1 信号与矢量
2.1.2 信号的相似度及相关函数
2.1.3 基于正交函数系的信号表示方法
2.2 周期信号的频谱
2.2.1 三角傅里叶级数
2.2.2 指数傅里叶级数
2.3 非周期信号的频谱
2.3.1 傅里叶变换
2.3.2 傅里叶变换的性质
2.4 傅里叶变换的应用实例
2.4.1 信号通过线性定常系统
2.4.2 理想滤波器和实际滤波器
2.4.3 调制与解调
本章小结
习题

第3章 离散时间序列的傅里叶分析
3.1 采样定理
3.1.1 采样信号及其频谱
3.1.2 信号重构
3.1.3 频谱重构
3.2 离散时间序列
3.2.1 序列及其表示方法
3.2.2 几种常用序列
3.2.3 序列的基本运算
3.3 离散时间傅里叶变换
3.3.1 离散时间傅里叶变换的基本概念
3.3.2 离散时间傅里叶变换的对称性
3.3.3 离散时间傅里叶变换的性质
3.4 离散傅里叶变换
3.4.1 傅里叶变换的数值计算
3.4.2 离散傅里叶变换的性质
3.4.3 快速傅里叶变换算法
3.4.4 离散傅里叶变换的应用实例
本章小结
习题

第4章 线性系统的输入--输出模型
4.1 拉普拉斯变换
4.1.1 拉普拉斯变换的定义
4.1.2 拉普拉斯变换的性质
4.1.3 拉普拉斯逆变换的计算方法
4.2 连续时间系统的传递函数
4.2.1 传递函数
4.2.2 方框图模型
4.2.3 建立系统数学模型的示例
4.3 离散时间系统的脉冲传递函数
4.3.1 z变换的定义
4.3.2 z变换的主要性质
4.3.3 z逆变换的计算方法
4.3.4 脉冲传递函数
本章小结
习题

第5章 线性系统分析
5.1 连续时间系统的稳定性分析
5.1.1 稳定性与冲激响应
5.1.2 劳斯稳定判据
5.1 -3应用MATLAB分析系统的稳定性
5.2 连续时间系统的瞬态响应分析
5.2.1 一阶系统的响应
5.2.2 二阶系统的响应
5.2.3 高阶系统的瞬态响应特性
5.2.4 零、极点对瞬态响应特性的影响
5.3 连续时间系统的频率响应分析
5.3.1 系统的稳态响应
5.3.2 -阶和二阶系统的频率响应
5.3.3 高阶系统伯德图的绘制方法
5.3.4 利用MATLAB绘制频率响应曲线
5.3.5 小相位系统
5.4 离散时间系统分析
5.4.1 离散时间系统的响应序列
5.4.2 离散时间系统的稳定性分析
5.4.3 离散时间系统的零、极点分析
本章小结“
习题

第6章 线性滤波器设计
6.1 模拟滤波器的频率特性
6.1.1 零、极点分布对频率响应特性的影响
6.1.2 低通滤波器和高通滤波器
6.1.3 带通滤波器和带阻滤波器
6.1.4 实际滤波器的频率特性
6.2 原型滤波器设计
6.2.1 巴特沃斯低通滤波器
6.2.2 切比雪夫低通滤波器
6.2.3 椭圆低通滤波器
6.3 原型滤波器的频率变换
6.3.1 高通滤波器设计
6.3.2 带通滤波器设计
6.3.3 带阻滤波器设计
6.4 数字滤波器设计
6.4.1 IIR滤波器的间接设计方法
6.4.2 FIR滤波器的设计方法
6.4.3 数字滤波器的实现方法
本章小结
习题

第7章 反馈控制原理
7.1 反馈控制系统
7.1.1 反馈控制系统的基本概念
7.1.2 反馈控制系统的稳态误差
7.1.3 反馈控制理论的基本问题
7.2 根轨迹分析法
7.2.1 根轨迹的基本概念
7.2.2 连续反馈控制系统的根轨迹分析法
7.2.3 离散反馈控制系统的根轨迹分析法
7.3 奈奎斯特稳定判据
7.3.1 伯德图中的奈奎斯特稳定判据
……

第8章 反馈控制系统的校正方法
第9章 状态空间法
附录
参考文献

《现代通信原理导论》 作者： 张伟，李明，王芳 出版社： 电子工业出版社 ISBN： 978-7-121-39987-6 内容简介： 《现代通信原理导论》是一部系统阐述现代通信系统核心理论与关键技术的高等教育教材。本书旨在为通信工程、电子信息工程、计算机科学与技术等相关专业本科生及研究生提供坚实的理论基础和深入的实践指导，同时也可供从事通信系统设计、研发和维护的工程技术人员参考。 本书内容涵盖了通信领域最重要、最基础的概念和技术，以清晰的逻辑结构和严谨的数学推导，层层递进地揭示通信系统的奥秘。从信号的表示、变换到信道的特性、噪声的影响，再到信息源的编码、传输、接收，直至信息论的基石，本书力求全面、深入地展现现代通信的科学全貌。 第一部分：信号与系统基础 本书的开篇，我们首先聚焦于通信系统最基本的构成单元——信号。信号是信息的载体，理解信号的本质、特性以及它们如何随时间演变，是掌握通信原理的前提。 信号的数学描述与分类： 我们从数学的角度出发，介绍了连续时间信号和离散时间信号的表示方法，包括指数信号、正弦信号、周期信号和非周期信号等。信号的能量和功率是衡量信号强弱的重要指标，本书将详细阐述它们的计算方法。此外，信号还可根据其性质分为确定性信号和随机信号，本书将重点关注前者，为后续内容奠定基础。 卷积与系统响应： 线性时不变（LTI）系统是通信系统中最常见、最重要的模型。本书将深入探讨LTI系统的概念，以及其核心特征——卷积。通过卷积运算，我们可以预测LTI系统对任意输入信号的输出响应。我们将详细讲解卷积的定义、计算方法，以及它在系统分析中的重要作用。 傅里叶变换与频谱分析： 信号的频率域特性是理解通信系统性能的关键。傅里叶级数和傅里叶变换提供了将时域信号分解为不同频率正弦分量的强大工具。本书将详细介绍傅里叶级数和傅里叶变换的原理、性质及其在信号分析和系统分析中的应用，帮助读者理解信号的频谱构成，为后续的调制、解调和滤波等技术打下基础。 拉普拉斯变换与Z变换： 对于更广泛的信号和系统，拉普拉斯变换（用于连续时间系统）和Z变换（用于离散时间系统）提供了更强大的分析工具。本书将介绍这两种变换的定义、性质以及它们在求解微分方程和差分方程、分析系统稳定性方面的优势。 第二部分：信道与噪声 信息在传输过程中不可避免地会受到信道的物理特性和外界干扰的影响。本部分将深入探讨通信信道的模型以及噪声的特性及其对信号的影响。 通信信道模型： 我们将介绍不同类型的通信信道，如加性高斯白噪声（AWGN）信道，这是最经典的噪声模型，广泛应用于各种通信系统的理论分析。此外，还将涉及衰落信道（如瑞利衰落、莱斯衰落）等更复杂的信道模型，这些模型在无线通信中尤为重要。 噪声的统计特性： 噪声是通信系统中最主要的干扰源。本书将详细介绍各种常见噪声的统计特性，如高斯噪声的概率密度函数、功率谱密度等。理解噪声的统计特性是设计有效的抗噪声技术的前提。 噪声对信号的影响： 噪声会降低信号的质量，增加通信错误的概率。本书将分析不同类型的噪声对信号幅度、相位以及整体信噪比（SNR）的影响，并介绍信噪比的计算和意义。 第三部分：基带传输与数字信号处理 在数字通信时代，如何有效地传输和处理数字信号是核心问题。本部分将专注于基带传输技术以及与数字信号处理相关的关键概念。 采样定理： 将连续时间信号转换为离散时间信号是数字通信的第一步。奈奎斯特-香特农采样定理是数字化的基石，本书将详细阐述其原理、条件以及过采样和欠采样的影响。 脉冲编码调制（PCM）： PCM是目前最广泛使用的数字信号传输技术之一。本书将介绍PCM的量化过程（均匀量化、非均匀量化）以及编码过程，分析量化噪声的产生及其对信号质量的影响。 数字基带传输： 在数字基带传输中，我们关注如何在不使用载波的情况下将数字信号直接发送。本书将介绍各种基带信号波形，如单极性、双极性归零和不归零码，以及它们的功率谱特性。 眼图与误码率： 眼图是评估数字基带传输系统性能的重要工具，它能直观地反映信号失真程度。本书将讲解如何分析眼图，以及误码率（BER）作为衡量数字通信系统可靠性的关键指标。 信号的最佳接收： 为了从包含噪声的信号中尽可能准确地恢复原始信息，我们需要设计最佳接收器。本书将介绍匹配滤波器（Matched Filter）的概念，它是在AWGN信道下实现最小均方误差准则的线性滤波器，能最大化输出信噪比。 第四部分：带通传输与调制解调 为了在更广阔的频率范围内传输信息，我们需要将基带信号调制到高频载波上进行传输，这便是带通传输。 幅度调制（AM）及其变种： AM是最早也是最简单的调制方式之一。本书将介绍标准AM、双边带抑制载波AM（DSB-SC）和单边带AM（SSB-AM）的原理、频谱特性以及它们的优缺点。 角度调制（FM/PM）： 调频（FM）和调相（PM）相比AM具有更好的抗噪声性能。本书将深入讲解FM和PM的调制原理、解调方法以及它们的频谱特性，并分析其在广播和通信中的应用。 数字调制技术： 随着数字通信的发展，各种数字调制技术应运而生。本书将介绍键控（PSK）和频移键控（FSK）等基本的数字调制方式，阐述它们的调制原理、星座图以及在不同应用场景下的性能表现。 解调原理： 对应于各种调制方式，本书将详细介绍相应的解调技术，包括相干解调和非相干解调，以及它们在恢复原始信息过程中的作用和局限性。 第五部分：信息论基础 信息论是通信系统的理论基石，它为我们提供了衡量信息量、信道容量以及通信极限的数学框架。 信息熵： 信息熵是衡量随机变量不确定性的度量。本书将介绍信息熵的定义、计算方法以及它在信息论中的重要作用，帮助读者理解信息的“量”。 信道容量： 信道容量是单位时间内信道能够可靠传输的最大信息速率。本书将介绍香农信道编码定理，阐述其意义以及它为通信系统设定的理论极限。 信源编码与信道编码： 为了提高通信效率和可靠性，我们需要对信源进行编码以减少冗余（信源编码），同时对信息进行编码以抵抗噪声干扰（信道编码）。本书将初步介绍这两类编码的基本概念和目的，为读者进一步深入学习打下基础。 本书特色： 系统性强： 内容从基础概念到核心技术，层层递进，逻辑清晰，构建完整的通信原理知识体系。 理论与实践相结合： 在深入讲解理论的同时，穿插实际通信系统中的应用案例，帮助读者理解理论的实际意义。 数学推导严谨： 采用严谨的数学语言和推导过程，确保理论的准确性和可靠性。 图文并茂： 大量插图、图表和波形示意图，直观形象地展示抽象的通信概念。 语言通俗易懂： 尽管涉及复杂的数学理论，但作者力求用清晰、准确的语言进行阐述，降低理解难度。 《现代通信原理导论》将带领读者走进精彩的通信世界，理解我们日常生活中无处不在的通信技术背后的科学原理，为未来在通信领域的学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

不得不说，这本书的编写风格非常独特，充满了作者对教学的热情和对学生的关怀。我最喜欢的是书中的“思考题”和“拓展阅读”部分。很多教材的习题只是简单地考查公式的应用，而这本书的思考题则常常会引导我去深入挖掘概念背后的原理，甚至会提出一些开放性的问题，鼓励我去探索不同的解决方案。这些思考题不仅锻炼了我的逻辑思维能力，更重要的是激发了我对知识的好奇心和求知欲。而拓展阅读部分，则提供了一些与课本内容相关的最新研究动态和实际应用案例，让我看到了信号与系统和控制理论在现实世界中的巨大潜力。比如，书中提到了一些关于机器学习和人工智能在控制领域应用的例子，这让我对未来的学习和研究方向有了更清晰的认识。此外，书中的语言也非常精炼，没有丝毫的冗余。每个句子都言之有物，读起来让人感觉非常充实。我经常会把书中的一些关键语句摘抄下来，反复品味。这本书不仅仅是一本教材，更像是一位良师益友，在我学习的道路上给予了我莫大的启发和帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本《信号、系统与控制基础教程》对我而言，最大的价值在于它提供了一种全新的思考方式。我之前学习控制理论的时候，总是感觉像是在拼凑各种公式和定理，缺乏整体的框架。而这本书，则像一个经验丰富的向导，带领我一步步构建起整个学科的知识体系。它强调的是“联系”，而不是孤立的知识点。比如，在介绍离散时间信号和系统时，作者非常自然地将其与连续时间信号和系统联系起来，阐述了采样定理和重建原理，让我明白了数字信号处理的本质。在控制系统设计部分，书中并没有急于介绍各种高级的控制算法，而是从最基本的稳定性分析入手，循序渐进地引入PID控制、状态空间等方法。它清晰地展示了不同控制方法之间的联系和适用范围，让我在面对具体问题时，能够有针对性地选择最合适的工具。我特别喜欢书中对“系统”这个概念的理解，它不仅仅是一个数学模型，更是一种抽象的、能够对输入信号进行处理并产生输出的“过程”。这种宏观的视角，帮助我摆脱了对具体实现的过度关注，从而能够更好地把握问题的本质。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我一开始对这本《信号、系统与控制基础教程》并没有抱太高的期望，毕竟市面上同类书籍太多了，而且很多都大同小异。但当我翻开第一页，就被它独特的视角吸引住了。作者并没有一开始就陷入繁琐的数学公式，而是从一些非常生活化的例子入手，比如音乐的播放、图像的处理，来引出信号和系统的概念。这种方式一下子就拉近了理论与现实的距离，让我感觉学习过程不再是枯燥的知识灌输，而是一场有趣的探索。书中对于各种系统类型的划分和特点的介绍也很有条理，线性、非线性、时不变、时变，每个类别都用实际的例子进行了说明，比如弹簧振子、RC电路等，这让我在理解这些抽象概念时，能够联想到具体的物理模型。最让我印象深刻的是，书中在讲解控制理论部分时，并没有过于强调复杂的数学模型，而是更侧重于控制系统的基本思想和设计理念。它用通俗易懂的语言解释了反馈、稳定性、鲁棒性等核心概念，并且给出了很多实际的控制案例，比如自动恒温器、飞行器姿态控制等。这种“授人以鱼不如授人以渔”的教学方式，让我不仅学会了知识，更重要的是掌握了解决问题的思路和方法。

评分☆☆☆☆☆

我一直认为，一本好的教材应该能够激发读者的学习兴趣，并且能够让读者在轻松愉快的氛围中掌握知识。这本书，恰恰做到了这一点。它的语言风格幽默风趣，充满了生活气息，读起来一点也不枯燥。比如，在解释采样定理时，作者用了一个“打卡”的比喻，形象地说明了为什么需要以两倍于最高频率的速率进行采样，才能完整地恢复原始信号。这种形象的比喻，让我一下子就记住了这个重要的定理。而且，书中还穿插了一些关于信号与系统发展历史的小故事，让我对这个领域有了更深的了解，也对科学家们付出的努力充满了敬意。我尤其欣赏的是，书中在讲解每个章节的时候，都会在开头设置一个“本章导引”，明确本章的学习目标和重点，并在结尾设置一个“本章小结”，帮助我回顾和巩固所学知识。这种结构化的设计，让我学习起来非常有条理，效率也大大提高。我还可以感受到作者在设计这本教材时，充分考虑到了不同层次读者的需求，既有适合初学者的入门介绍，也有为有一定基础的读者提供的深入探讨。总而言之，这是一本让我感到惊喜连连的教材，它不仅传授了知识，更点燃了我对信号与系统和控制领域的学习热情。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书，我真是太惊喜了！作为一名刚刚接触信号与系统领域的研究生，我之前尝试过几本不同的教材，但总是觉得要么太理论化，要么缺乏系统性，读起来很吃力。这本书的出现，简直就是及时雨！首先，它的编排逻辑非常清晰，从最基础的概念讲起，循序渐进，让我这种新手也能很快跟上。书中对每个概念的解释都非常到位，而且总是配有恰当的例子，无论是数学推导还是物理意义上的理解，都讲得明明白白。我尤其喜欢它在介绍傅里叶变换、拉普拉斯变换这些核心概念时，不仅给出了严谨的定义和性质，还深入浅出地解释了它们在工程中的实际应用，比如在滤波、通信等领域的作用。这让我不再是死记硬背公式，而是真正理解了这些工具的强大之处。而且，书中的图示也非常丰富，很多抽象的概念通过图示一下子就变得直观易懂。比如，在讲解卷积时，书中用了一系列生动的图来展示信号的移动和叠加过程，我反复看了好几遍，终于把这个困扰了我许久的概念彻底弄懂了。总而言之，这本书的理论讲解深入浅出，实践应用结合得当，对于想要打牢信号与系统基础的同学来说，绝对是不可多得的宝藏。