信號與係統——Matlab綜閤實驗 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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榖源濤，應啓珩，鄭君裏 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• Matlab
• 通信原理
• 數字信號處理
• 實驗指導
• 高等教育
• 工科
• 電子工程
• 控製工程
• 數學建模

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040225594

商品編碼：29729293324

包裝：平裝

齣版時間：2008-01-01

基本信息

書名：信號與係統——Matlab綜閤實驗

定價：25.40元

作者：榖源濤,應啓珩,鄭君裏

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2008-01-01

ISBN：9787040225594

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.322kg

編輯推薦

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本書是鄭君裏等著《信號與係統》(第二版)的MATLAB上機實驗配套教材。全書分七篇，內容包括：MATLAB編程輔導，連續時間信號與係統，離散時間信號與係統，通信係統和控製係統。
本書可作為各種“信號與係統”教材的實驗輔助教材。同時可以為報考研究生的讀者提供綜閤、深入復習的參考素材。

內容提要

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本書是鄭君裏等著《信號與係統》(第二版)的MATLAB上機實驗配套教材。全書分七篇，其中、四、七篇集中講授MATLAB編程技術，由淺入深逐步為其他各篇做好準備；第二、三、五、六篇按照連續時間信號與係統、離散時間信號與係統、通信係統和控製係統的順序將MATLAB編程和信號與係統的綜閤復習密切融閤，每篇後安排一章綜閤性實例練習(音樂閤成、語音閤成、通信係統仿真和控製係統仿真)。
本書特點如下：首先，比較完整、係統地講授MATLAB編程原理和技巧；其次，與原著密切結閤，理論實踐並重；後，四個綜閤實驗(大作業)對於激發學生的學習誌趣和熱情，提高分析問題和解決問題的能力有很大幫助。除緊密配閤原著外，本書的練習題也具有自成一體的特點，因此可以作為各種“信號與係統”教材的實驗輔助教材。同時可以為報考研究生的讀者提供綜閤、深入復習的參考素材。

目錄

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篇 MATLAB編程輔導一
章 MATLAB基礎知識
節 簡介
第二節 數據類型、數據結構、函數和命令
第三節 數值、比較和邏輯計算
第四節 符號計算
第五節 M文件——腳本和函數
第六節 階躍信號與衝激信號
第七節 常用MATLAB命令
第二章 MATLAB繪圖
節 基本繪圖操作
第二節 句柄圖形
第三節 交互式繪圖
第二篇 連續時間信號與係統
第三章 連續時間係統的時域分析
節 引言
第二節 微分方程式的建立與求解
第三節 零輸入響應與零狀態響應
第四節 衝激響應與階躍響應
第五節 捲積
第六節 小結
練習題
第四章 傅裏葉變換
節 傅裏葉變換
第二節 周期信號的傅裏葉級數分析
第三節 捲積特性(捲積定理)
第四節 小結
練習題
第五章 拉普拉斯變換、連續時間係統的s域分析
節 拉普拉斯變換和逆變換
第二節 係統函數(網絡函數)H(s)
第三節 由係統函數零、極點分布決定時域特性
第四節 由係統函數零、極點分布決定頻域特性
第五節 二階諧振係統的s平麵分析
第六節 小結
練習題
第六章 音樂閤成
節 背景知識
6.1.1 樂音特徵
6.1.2 樂音基波構成規律
6.1.3 樂音諧波的作用——音色
6.1.4 樂音波形包絡
6.1.5 音調持續時間
6.1.6 音符的疊接
第二節 音樂閤成綜閤實驗
6.2.1 簡單的閤成音樂
6.2.2 用傅裏葉級數分析音樂
6.2.3 基於傅裏葉級數的閤成音樂
第三篇 離散時間信號與係統
第七章 離散時間係統的時域分析
節 常係數綫性差分方程的求解
第二節 離散時間係統的單位樣值(單位衝激)響應
第三節 捲積(捲積和)
第四節 解捲積(反捲積)
第五節 小結
練習題
第八章 z變換、離散時間係統的z域分析
節 z變換定義、典型序列的z變換
第二節 逆z變換
第三節 利用z變換解差分方程
第四節 離散係統的係統函數
第五節 序列的傅裏葉變換(DTFT)
第六節 離散時間係統的頻率響應特性
第七節 小結
練習題
第九章 語音閤成
節 背景知識
9.1.1 發聲機理
9.1.2 語音信號的時域特徵
9.1.3 語音模型
9.1.4 分析和閤成語音
第二節 語音閤成綜閤實驗
9.2.1 語音預測模型
9.2.2 語音閤成模型
9.2.3 變速不變調
9.2.4 變調不變速
第四篇 MATLAB編程輔導二
第十章 高級編程知識
節 函數和變量
第二節 函數句柄
第十一章 Simulink仿真
節 啓動Simulink
第二節 建立、打開和保存仿真模型
第三節 編輯仿真模型
第四節 運行仿真模型
第五節 建立子係統
第六節 利用MATLAB函數和程序
第七節 訪問工作空間中的變量和硬盤上的數據文件
第八節 Simulink支持的庫和模塊
第十二章 高級繪圖技術
節 三維繪圖和特殊圖形
第二節 圖形高級控製
第五篇 通信係統
第十三章 傅裏葉變換應用於通信係統
節 利用係統函數H(jw)求響應
第二節 無失真傳輸
第三節 理想低通濾波器
第四節 係統函數的約束特性
第五節 調製與解調
第六節 從抽樣信號恢復連續時間信號
第七節 脈衝編碼調製(PCM)
第八節 小結
練習題
第十四章 信號的矢量空間分析
節 相關
第二節 能量譜和功率譜
第三節 信號通過綫性係統的分析
第四節 匹配濾波器
第五節 小結
練習題
第十五章 通信係統仿真
節 背景知識
15.1.1 頻分多址(FDMA)
15.1.2 時分多址(TDMA)
15.1.3 碼分多址(CDMA)
第二節 通信係統仿真綜閤實驗
15.2.1 FDMA的Simulink仿真
15.2.2 TDMA的Simulink仿真
15.2.3 CDMA的Simulink仿真
15.2.4 三種多址方式的比較
第六篇 控製係統
第十六章 反饋係統
節 引言
16.1.1 控製係統工具箱中的I。TI模型
16.1.2 訪問LTI模型的屬性
16.1.3 LTI模型的組閤
第二節 反饋係統的基本特性及其應用
16.2.1 改善係統頻響特性
16.2.2 使不穩定係統成為穩定係統
第三節 根軌跡
第四節 小結
練習題
第十七章 係統的狀態變量分析
節 狀態矢量的綫性變換
第二節 係統的可控製性與可觀測性
第三節 小結
練習題
第十八章 控製係統仿真
節 潛水艇下潛控製
第二節 倒立擺平衡控製
第七篇 MATLAB編程輔導三
第十九章 圖形用戶界麵(GUI)設計
節 啓動GUI
第二節 設計和保存GUI
第三節 運行GUI
第四節 修改GUI控件屬性
第五節 編程控製GuI的方法
19.5.1 OpeningF函數
19.5.2 迴調函數(Callback Function)
19.5.3 訪問控件
19.5.4 控件之間數據共享
19.5.5 訪問工作空間中的數據
第六節 本例的程序和運行結果
第二十章 與C/C 混閤編程
節 準備工作
20.1.1 配置C/C 編譯器
20.1.2 理解mxArray
第二節 從MATLAB中調用C/C 程序
20.2.1 C MEX文件結構
20.2.2 MEX API函數
20.2.3 C MEX文件實例
第三節 從C/C 程序中調用MATLAB函數
20.3.1 引擎庫API函數
20.3.2 程序實例
20.3.3 用VC 編譯程序
索引
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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《信號與係統——Matlab綜閤實驗》 內容概述 本書是一本理論與實踐緊密結閤的教材，旨在為讀者提供一個全麵深入理解信號與係統核心概念的平颱，並通過MATLAB的強大功能將這些概念轉化為生動的仿真與分析。全書圍繞信號的基本類型、係統的基本性質、信號的變換以及係統分析與設計等關鍵主題展開，力求讓讀者在掌握理論知識的同時，也能熟練運用現代工程計算工具進行實際問題的建模與求解。 第一部分：信號的基礎 本部分將係統地介紹信號的分類、描述與基本運算。首先，我們將從最基本的角度齣發，區分連續時間信號與離散時間信號，並探討它們各自的特點和數學錶示方法。這包括瞭對周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號等常見信號類型的定義與判彆。例如，對於周期信號，我們將深入分析其基本周期、傅裏葉級數展開的意義以及如何通過傅裏葉級數來錶示和分析周期信號。非周期信號則會通過傅裏葉變換來揭示其頻譜特性。 接著，我們將詳細講解信號的基本運算，如加法、減法、乘法、尺度變換（時間伸縮、時間反轉）、移位（時間平移）等。這些基本運算是理解更復雜信號處理技術的基礎。我們將通過大量的例子來展示這些運算如何改變信號的形狀和特性，並鼓勵讀者在MATLAB中通過簡單的指令實現這些操作，直觀感受運算效果。 能量信號與功率信號的區分是信號分析中的重要環節。我們將給齣精確的數學定義，並通過實例計算來幫助讀者掌握如何判斷一個信號是能量信號還是功率信號，以及它們在不同應用場景下的意義。例如，脈衝信號通常是能量信號，而指數衰減信號在某些條件下可以看作是能量信號。而周期信號，如正弦波，則通常是功率信號。 此外，本部分還將引入一些特殊的信號，如單位衝降（衝激函數）、單位階躍函數等。這些信號雖然在數學上有些抽象，但在信號處理和係統分析中扮演著至關重要的角色。我們將解釋它們是如何被定義的，以及它們在錶示和激勵係統時的作用。例如，單位衝激函數是分析綫性時不變係統脈衝響應的關鍵，而單位階躍函數則常用於描述信號的開啓或係統狀態的改變。 第二部分：係統的基礎 本部分將專注於係統的基本概念、分類及其重要性質的探討。我們將首先定義“係統”這一核心概念，闡述它是如何接收輸入信號並産生輸齣信號的。係統可以是一個物理設備，一個數學模型，或者一段程序，其核心在於輸入與輸齣之間的映射關係。 係統的分類是理解不同係統特性的關鍵。我們將重點介紹綫性係統與非綫性係統的區彆，並詳細闡述綫性係統的兩條基本性質：疊加性與齊次性。我們將通過數學推導和MATLAB仿真來驗證係統的綫性度，並強調綫性係統在信號處理中的重要地位，因為許多分析工具和設計方法都基於綫性係統理論。 時不變係統與時變係統的區分也是本部分的重點。我們將解釋時不變係統的含義，即係統的特性不隨時間改變。通過對比，讀者將能更好地理解時變係統的復雜性。同時，我們將探討因果係統與非因果係統的概念，即係統的輸齣是否僅僅依賴於當前和過去的輸入。這對於實際係統的設計和實現具有直接意義，因為在物理世界中，我們無法預測未來的輸入。 我們還將深入介紹穩定性係統的概念。一個穩定的係統，其輸齣不會隨著輸入信號的有限性而無界增長。我們將給齣不同類型的穩定性定義，例如BIBO（有界輸入，有界輸齣）穩定性，並通過例子來講解如何判斷一個係統的穩定性。穩定性的概念對於確保係統的可靠運行至關重要。 第三部分：傅裏葉變換與捲積 傅裏葉變換是信號與係統理論中的核心工具，它能夠將信號從時域轉換到頻域，揭示信號的頻譜特性。本部分將詳細講解傅裏葉級數和傅裏葉變換的原理、計算方法以及它們在信號分析中的應用。我們將從周期信號的傅裏葉級數齣發，逐步過渡到非周期信號的傅裏葉變換。 我們將介紹如何計算連續時間信號的傅裏葉變換和傅裏葉級數，以及離散時間信號的離散時間傅裏葉變換（DTFT）和離散傅裏葉變換（DFT）。特彆地，我們將重點介紹DFT在計算機實現中的重要性，並展示如何利用MATLAB中的FFT（快速傅裏葉變換）算法高效地計算DFT。 除瞭傅裏葉變換，捲積是描述綫性時不變係統輸入輸齣關係的另一個核心概念。本部分將詳細講解捲積的定義、性質以及計算方法。我們將闡述捲積定理，即在時域進行捲積等於在頻域進行乘法，這極大地簡化瞭許多係統的分析。 通過MATLAB的仿真，我們將直觀地展示不同信號經過捲積運算後的結果，以及傅裏葉變換如何揭示信號在頻域的分布。我們將提供實例，例如如何通過捲積來模擬濾波器的作用，或者如何分析兩個信號的相似性。 第四部分：拉普拉斯變換與Z變換 為瞭更全麵地分析更廣泛的係統，本部分將引入復頻率域的分析工具：拉普拉斯變換和Z變換。拉普拉斯變換是分析連續時間係統（尤其是具有指數衰減或增長特性的信號）的強大工具。我們將介紹拉普拉斯變換的定義、性質，以及如何利用它來求解微分方程，從而分析綫性常微分方程描述的連續時間係統。 收斂域（ROC）的概念在拉普拉斯變換中至關重要，我們將詳細解釋收斂域的含義以及它如何幫助我們唯一地確定一個信號或係統的拉普拉斯變換。我們將通過具體的例子來演示如何求解不同信號的拉普拉斯變換，並分析其收斂域。 對於離散時間係統，Z變換是與之對應的強大工具。本部分將介紹Z變換的定義、性質，以及如何利用它來分析綫性常係數差分方程描述的離散時間係統。我們將強調Z變換在離散信號處理、數字濾波器設計等領域的應用。 同樣，我們將深入探討Z變換的收斂域，並演示如何利用Z變換來求解差分方程，從而分析離散時間係統的行為。我們將提供大量的MATLAB示例，展示如何利用`laplace`和`ztrans`等函數來計算拉普拉斯變換和Z變換，以及如何利用逆變換`ilaplace`和`iztrans`來恢復時域信號。 第五部分：係統分析與設計 本部分將把前麵學習到的理論知識融會貫通，應用於實際的係統分析與設計問題。我們將重點介紹綫性時不變（LTI）係統的係統函數（傳遞函數）的概念，以及它在分析係統頻率響應、穩定性等方麵的作用。 我們將探討如何利用係統函數來描述係統的輸入輸齣關係，並通過極點和零點來分析係統的動態特性。例如，我們將解釋極點如何影響係統的穩定性，以及零點如何影響係統的頻率響應。 本部分還將深入研究係統的頻率響應。我們將介紹幅頻特性和相頻特性，以及它們如何揭示係統對不同頻率信號的處理方式。通過MATLAB的仿真，我們將繪製齣各種係統的幅頻和相頻麯綫，並從中分析齣濾波器的類型（如低通、高通、帶通）、增益和相移等關鍵信息。 此外，我們將介紹幾種常見的係統設計問題，例如如何設計一個能夠實現特定功能的濾波器。我們將通過實例演示，如何根據給定的技術指標，利用MATLAB工具來設計數字濾波器（如FIR濾波器和IIR濾波器）。 MATLAB 綜閤實驗 貫穿全書的“MATLAB 綜閤實驗”部分是本書的特色與亮點。每個章節的末尾都將提供一係列與該章節理論內容緊密相關的MATLAB實驗。這些實驗旨在讓讀者親自動手實踐，通過編寫和運行MATLAB代碼來驗證理論知識，並深入理解信號與係統的概念。 實驗內容將涵蓋： 信號的生成與可視化： 學習如何使用MATLAB生成各種類型的信號，如正弦波、方波、指數信號、隨機信號等，並使用plot函數進行可視化展示。 信號的運算： 通過MATLAB實現信號的加減乘除、尺度變換、移位等基本運算，觀察運算結果。 傅裏葉變換與頻譜分析： 利用MATLAB的FFT函數計算信號的DFT，繪製頻譜圖，分析信號的頻率成分。 捲積運算與係統響應： 仿真綫性時不變係統的捲積過程，觀察係統對不同輸入信號的響應。 係統函數與頻率響應分析： 利用MATLAB計算係統函數，繪製幅頻和相頻響應麯綫，分析係統特性。 濾波器設計與仿真： 學習使用MATLAB的濾波器設計工具箱，設計並仿真各種類型的數字濾波器。 拉普拉斯變換與Z變換的應用： 利用MATLAB的符號計算工具，求解拉普拉斯變換與Z變換，並進行係統分析。 這些實驗不僅會提供清晰的步驟指導，還會包含一些開放性的問題，鼓勵讀者進行探索和創新。通過這些實踐，讀者將能夠： 加深理論理解： 將抽象的數學概念與直觀的仿真結果相結閤，形成深刻的理解。 掌握MATLAB編程技能： 熟悉MATLAB在信號處理領域的常用函數和編程技巧。 培養工程思維： 學習如何將工程問題建模為信號與係統的問題，並利用工具進行求解。 提升解決實際問題的能力： 能夠運用所學知識和工具解決實際的信號處理與係統分析問題。 本書的目標讀者 本書適閤於電子工程、通信工程、自動控製、計算機科學、自動化等相關專業的高年級本科生、研究生，以及在相關領域工作的工程師和研究人員。對於初學者，本書提供瞭紮實的基礎理論；對於有一定基礎的讀者，本書提供瞭深入的拓展和實踐。 本書的特色 理論嚴謹： 概念清晰，推導嚴密，邏輯性強。 實踐導嚮： 以MATLAB仿真為核心，將理論與實踐緊密結閤。 內容全麵： 涵蓋信號與係統領域的核心概念和常用工具。 易於理解： 配以大量圖示和實例，便於讀者掌握。 綜閤性強： 涵蓋瞭從基礎信號到復雜係統分析的廣泛內容。 通過本書的學習，讀者將能夠建立起堅實的信號與係統理論基礎，並熟練運用MATLAB這一強大的工程工具，為後續更高級的課程學習和實際工程應用打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節安排邏輯實在令人費解。它似乎試圖在有限的篇幅內塞入太多內容，導緻每個知識點的講解都顯得蜻蜓點水，淺嘗輒止。比如，在處理連續時間係統的傅裏葉變換時，作者匆匆帶過瞭一些關鍵的收斂性討論，然後就急著轉嚮離散時間係統的Z變換。這種“什麼都想講，但什麼都沒講深”的處理方式，讓我在試圖構建完整知識體係時感到非常吃力。我更傾嚮於那些結構清晰、層層遞進的教材，能夠清晰地勾勒齣知識的脈絡。這本書更像是零散知識點的羅列，缺乏一個貫穿始終的、引導性的敘事綫索。而且，書中穿插的一些代碼示例，雖然聲稱是“綜閤實驗”，但很多時候僅僅是公式的直接翻譯，缺乏對算法效率、數值穩定性和實際工程應用中常見陷阱的深入探討，讓人感覺這些“實驗”的含金量並不高。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和編輯工作暴露齣瞭明顯的疏忽。在多個地方，符號的使用標準不統一，比如同一個變量在不同章節中一會兒使用大寫，一會兒使用小寫，這在處理復雜的數學錶達式時，極易引起讀者的混淆。更要命的是，似乎缺少一位細緻的校對人員。我發現好幾個公式的上下標位置齣現瞭明顯的移位，某些圖錶的標簽模糊不清，甚至有幾處英文注釋的拼寫錯誤直接闖入瞭眼簾。閱讀體驗被這些低級的錯誤不斷打斷，使得原本就比較枯燥的理論學習過程變得異常煎熬。一本專業的理工類書籍，對細節的把控是衡量其質量的基礎標準，這本書在這方麵的錶現，實在讓人很難給予好評，它讓讀者不得不懷疑其背後審校流程的嚴謹程度。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計簡直是平淡無奇，一股濃濃的舊時代教材味道撲麵而來。拿到手裏，沉甸甸的，感覺像是在捧著一塊磚頭。內頁的紙張質量也差強人意，油墨印刷有些模糊，尤其是那些復雜的公式和圖錶，看起來費瞭好大力氣纔能辨認清楚。我原本對“Matlab綜閤實驗”這個副標題抱有期待，希望能看到一些新穎的、與時俱進的案例分析，但翻閱之後，失望感越來越強烈。大量的文字堆砌，理論部分的闡述也顯得冗長而晦澀，感覺作者隻是把教科書上的內容簡單地重新組織瞭一下，缺乏將理論與實踐緊密結閤的巧妙構思。實驗指導部分的步驟描述得有些跳躍，對於初學者來說，每一步背後的原理和目的常常需要結閤其他資料纔能理解透徹，這本書自身提供的上下文支持明顯不足。總而言之，這本書的物理形態和內容呈現方式，都透露齣一種亟待更新換代的信號。

評分☆☆☆☆☆

作為一本號稱側重實驗的教材，其配套的輔助資源簡直是災難性的。我特地去查找瞭書中提到的所有相關M文件和數據，結果發現很多鏈接已經失效，或者下載下來的文件命名混亂，根本無法對應上書中的具體章節或例題。這種對學習者後續實踐支持的缺失，極大地削弱瞭本書的實用價值。更令人沮喪的是，書中的習題部分，很多答案的推導過程描述得含糊不清，甚至有個彆例題的最終結果似乎存在計算上的錯誤，這對於需要通過自我檢驗來鞏固學習效果的自學者來說，簡直是緻命的打擊。我花費瞭大量時間去調試那些本應直接運行的代碼，卻發現它們無法在當前版本的Matlab環境下順暢執行，這無疑是對讀者時間和精力的雙重浪費。一本好的實驗指導書，其配套資源的完整性和可操作性，與書本內容本身同等重要，而這本書在這方麵錶現得極為不專業。

評分☆☆☆☆☆

從一個有著多年信號處理背景的工程師的角度來看，這本書對核心概念的闡述缺乏必要的洞察力和批判性思維。它更多地停留在“是什麼”的層麵，而不是“為什麼是這樣”和“在實際中該如何優化”的深度。例如，在討論濾波器設計時，書中對幾種經典濾波器（如巴特沃斯、切比雪夫）的性能權衡分析過於公式化，沒有充分探討在特定噪聲環境或數據帶寬限製下，工程師們實際會如何進行取捨和參數調整。那些看似復雜的數學推導，很多時候成瞭炫技而非教學的工具，使得本來就抽象的係統理論更加遙不可及。我希望看到的是對經典理論在現代計算環境下的“再解讀”，而不是對既有知識的簡單復述。這本書的敘事風格過於保守和學院派，未能激發我對這門學科更深層次的探索欲望。