基于MATLAB的信号与系统实验指导 甘俊英、胡异丁 9787302152514 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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甘俊英，胡异丁 著

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• 甘俊英

店铺： 天乐图书专营店

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302152514

商品编码：29306993605

包装：平装

出版时间：2007-08-01

基本信息

书名：基于MATLAB的信号与系统实验指导

定价：16.00元

作者：甘俊英、胡异丁

出版社：清华大学出版社

出版日期：2007-08-01

ISBN：9787302152514

字数：203000

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：12k

商品重量：0.241kg

编辑推荐

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内容提要

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本书是高等院校理工科关于信号与系统课程计算机仿真的实验教材。
全书共分为15章。章简要介绍了MATLAB的入门知识；第2章~5章分别围绕信号与系统课程的重点和难点，介绍了连续时间系统的时域、频域、复频域分析，离散时间系统的时域、z域分析以及系统的状态变量分析。本书详细介绍了利用MATLAB进行信号与系统分析的基本方法和原理，并通过大量实例进行了说明。同时，第2章～5章还提供了编程练习题，供读者独立实践，进一步加深对信号与系统分析方法和原理的理解。
本书针对性和操作性强，可作为电子信息工程、通信工程、信息工程、自动控制工程、生物医学工程、电气自动化、自动化和计算机等专业学生的实验教材，也可供相关领域的教师与工程技术人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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信号与系统：理论的探索与实现的艺术 在现代科学技术飞速发展的浪潮中，信号与系统作为一门基础而核心的学科，贯穿于电子工程、通信工程、自动控制、计算机科学以及众多交叉学科的研究与应用之中。它不仅是理解和处理现实世界中各种现象的理论基石，更是推动技术革新与社会进步的驱动力。本书旨在为读者提供一个系统、深入且实用的学习体验，带领大家走进信号与系统的奇妙世界，掌握其精髓，并学会将其转化为解决实际问题的强大工具。 一、 信号的本质与分类：万物皆信号 信号，是承载信息的载体。从自然界的声波、光波、电磁波，到人类社会产生的语音、图像、数据流，再到生物体内的神经电信号，无一不以信号的形式存在和传递。理解信号的本质，是学习信号与系统的第一步。本书将从信号的基本概念出发，深入剖析信号的各种特性，例如幅度、频率、相位、能量、功率等，并引导读者理解它们的物理意义和数学表示。 我们将系统地介绍各种类型的信号，以便读者能够根据不同的应用场景进行识别和处理： 连续时间信号与离散时间信号： 这是信号分类中的基本维度。连续时间信号在时间轴上是连续的，例如模拟语音信号；而离散时间信号则是在时间上离散取样的，例如数字音频信号。我们将探讨它们之间的联系与区别，以及从连续到离散的采样过程，这是数字信号处理的基础。 周期信号与非周期信号： 周期信号在时间上具有重复性，其规律性为分析提供了便利。我们将学习傅里叶级数等工具来分解周期信号。非周期信号则缺乏这种重复性，需要借助傅里叶变换进行分析。 能量信号与功率信号： 这一分类依据信号的总能量或平均功率。能量信号的能量是有限的，例如短暂的脉冲信号；而功率信号的功率是有限的，例如持续存在的正弦波。理解这一概念有助于选择合适的信号处理方法。 确定性信号与随机信号： 确定性信号的未来取值可以完全预知，如数学函数描述的信号。而随机信号的未来取值则包含不确定性，需要用概率统计的方法来描述，如通信中的噪声信号。 通过对这些信号类型的细致讲解和丰富实例的展示，读者将建立起对信号的全面认识，能够准确地描述和分析遇到的各种信号。 二、 系统的构成与特性：信息的转换与处理 系统，是对输入信号进行处理，并产生输出信号的任意物理、数学或抽象模型。从收音机接收电磁波并转换为声音，到计算机处理键盘输入并显示画面，再到工业生产线上的自动化控制，都离不开系统的运作。本书将深入探讨系统的基本概念和关键特性： 系统的数学模型： 我们将学习如何用数学方程来描述一个系统，特别是利用微分方程和差分方程来表示连续时间系统和离散时间系统。这为后续的分析奠定了数学基础。 系统的基本特性： 掌握这些特性对于理解和设计系统至关重要。 线性（Linearity）： 线性系统满足叠加性和齐次性，即输入信号的线性组合会导致输出信号相同的线性组合。这是系统分析中最基本也是最重要的性质之一。 时不变性（Time-Invariance）： 时不变系统是指其性质不随时间变化，输入信号的延迟会导致输出信号相同的延迟。 因果性（Causality）： 因果系统是指其输出只取决于当前和过去的输入，而不取决于未来的输入。这在实际系统中是普遍存在的，因为现实世界的因果关系是不可能颠倒的。 稳定性（Stability）： 稳定系统是指当输入信号有界时，输出信号也是有界的。不稳定的系统可能会产生失控或损坏。我们将学习分析系统稳定性的判据。 系统的时域分析： 冲激响应（Impulse Response）： 冲激响应是表征线性时不变（LTI）系统的最基本信息。我们学习如何通过卷积运算，利用冲激响应来预测任何输入信号下的系统输出。 卷积（Convolution）： 卷积是 LTI 系统分析的核心运算，它将输入信号与系统的冲激响应“混合”，从而得到输出信号。本书将详细讲解一维和多维卷积的计算方法，以及其在信号滤波、系统建模等方面的应用。 系统的频域分析： 频域分析能够揭示信号和系统在频率上的特性，对于理解信号的组成成分以及系统对不同频率信号的处理方式至关重要。 傅里叶级数（Fourier Series）： 适用于分析周期信号，将其分解为一系列不同频率的正弦和余弦分量的叠加。 傅里叶变换（Fourier Transform）： 适用于分析非周期信号，将其分解为连续的频谱。我们将学习傅里叶变换的性质，以及其在信号频谱分析、滤波器设计等方面的广泛应用。 拉普拉斯变换（Laplace Transform）： 是一种更强大的信号分析工具，它可以处理更广泛的信号，特别是瞬态响应和稳定性分析。它将时域函数映射到复频率域，为系统分析提供了更简洁的数学工具。 Z变换（Z-Transform）： 是离散时间信号和系统的分析工具，与拉普拉斯变换相对应，将离散时间序列映射到复变量 z 的域。它在数字信号处理和数字控制系统中扮演着核心角色。 三、 信号与系统的工程应用：理论与实践的桥梁 理论知识的最终目的是应用于解决实际问题。本书将通过大量的案例分析，展示信号与系统在各个工程领域的实际应用，帮助读者将所学知识融会贯通，并激发解决实际工程问题的灵感： 通信系统： 从最基础的模拟通信到复杂的数字通信，信号的调制、解调、编码、解码，以及信道的建模与分析，都离不开信号与系统的理论。我们将探讨如何利用傅里叶变换分析通信信号的频谱，如何利用滤波来抑制噪声，以及如何设计有效的编码策略来提高传输效率和可靠性。 数字信号处理（DSP）： 这是信号与系统理论最直接的应用领域之一。音频信号处理（如降噪、均衡）、图像处理（如边缘检测、压缩）、语音识别、生物医学信号分析（如心电图、脑电图分析）等，都高度依赖于数字信号处理技术。我们将学习如何利用离散傅里叶变换（DFT）、快速傅里叶变换（FFT）等算法，以及各种数字滤波器（如FIR、IIR滤波器）来实现这些功能。 自动控制系统： 在各种工业自动化、机器人、航空航天等领域，控制系统是实现精确和稳定操作的关键。信号与系统理论是分析和设计控制系统的基础，特别是利用拉普拉斯变换和Z变换来分析系统的稳定性、频率响应和瞬态响应，以及设计控制器来达到期望的性能。 其他相关领域： 音乐合成、地震波分析、金融时间序列分析、医学成像等，都受益于信号与系统的强大分析能力。 四、 学习方法与建议：掌握精髓，触类旁通 学习信号与系统并非易事，它需要严谨的数学思维和对物理概念的深刻理解。本书将贯穿贯穿始终地提供有效的学习方法与建议： 注重基础概念： 确保对信号的基本定义、系统特性以及时域和频域分析的数学工具（如傅里叶变换、拉普拉斯变换）有扎实掌握。 勤加练习： 信号与系统是一门实践性很强的学科，大量的习题练习是巩固知识、提高解题能力的关键。 理解物理意义： 不要仅仅停留在数学公式的推导，更要理解公式背后的物理含义，例如冲激响应代表什么，频率响应如何影响信号。 善用工具： 现代工程实践离不开各种工具。本书将鼓励读者利用数学软件（如MATLAB）进行仿真和验证，从而更直观地理解理论概念，并解决复杂的工程问题。 联系实际： 思考所学的理论如何应用于现实世界的各种现象和工程问题，这样可以激发学习兴趣，加深理解。 本书致力于为读者打造一个既有深度又不失广度的信号与系统学习平台。通过理论讲解、例题分析和应用实例的有机结合，我们希望帮助读者不仅掌握信号与系统的基本原理和分析方法，更能培养他们运用这些知识解决实际工程问题的能力，为他们在未来的学习和职业生涯中奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，信号与系统这门课的实验部分都是我学习的难点。理论知识倒是能理解个大概，但真正动手操作起来，就感觉一片茫然。尤其是在MATLAB这个强大却又复杂的工具面前，更是手足无措。我之前尝试过一些零散的教学视频和博客文章，但它们往往不成体系，要么过于理论化，要么就只关注某个具体小功能的实现，让我难以建立起完整的实验框架。这次有幸接触到这本书，我抱持着一丝希望，希望能找到一条清晰的学习路径。初翻这本书，它的排版和章节划分就显得井井有条，让我觉得这是一个经过深思熟虑的产物。实验项目的设计似乎紧密围绕着信号与系统的核心概念，比如傅里叶变换、拉普拉斯变换、Z变换等等，这对于巩固理论知识非常有帮助。更重要的是，它明确地指出了每个实验需要用到的MATLAB函数和基本思路，这对于我这样的初学者来说，简直是雪中送炭。我特别期待的是那些包含详细步骤和代码示例的部分，希望能够真正将理论转化为实践，让我能够独立完成实验，并且理解背后的原理。

评分☆☆☆☆☆

我是一名研究生，正在进行与信号处理相关的研究。在实际研究中，很多时候需要对采集到的信号进行预处理、分析和建模，而MATLAB无疑是完成这些任务的强大工具。然而，我发现自己对于如何有效地利用MATLAB来解决信号与系统中的具体问题，还存在一些不足。特别是如何将书本上抽象的理论概念，转化为实际可操作的MATLAB代码，并从中获得有意义的研究结果，是我一直以来都想攻克的难关。这本书的出现，让我眼前一亮。从它的内容介绍来看，它似乎能提供一条清晰的学习路径，引导读者从基础信号的生成和分析，逐步深入到更复杂的系统建模和仿真。我非常期待它能够提供详细的MATLAB代码示例，并且对这些代码的逻辑和实现原理进行深入的剖析。此外，我也希望这本书能提供一些关于如何根据具体问题来选择合适的信号处理方法和MATLAB函数方面的指导，这将极大地提升我解决实际研究问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对信号与系统这门学科充满好奇的学生，我一直在寻找一本能够帮助我真正理解并掌握这门课程实验环节的教材。过去的学习经历中，理论部分总让我觉得有些晦涩难懂，而实验操作更是让人感到手足无措。市面上的相关书籍，有的过于偏重理论，对实验部分的指导语焉不详；有的则过于依赖现成的代码，让学生仅仅停留在“搬运工”的层面，而未能真正理解其背后的原理。这本书在这一点上，似乎找到了一个很好的平衡。我注意到它在介绍实验项目时，不仅仅是给出操作步骤，更强调了实验目的和理论背景的联系，这对于加深理解至关重要。我期待这本书能为我提供清晰的实验指导，包括必要的MATLAB函数解释、代码实现思路以及结果分析的方法。我希望通过这本书，能够真正掌握如何运用MATLAB来模拟和分析各种信号，并且能够独立完成课程要求的各项实验，从而在信号与系统这门课程的学习上取得更大的突破。

评分☆☆☆☆☆

我一直对信号处理在各个领域中的应用非常着迷，从通信系统到图像处理，再到生物医学工程，无处不见它的身影。然而，理论的学习终究是抽象的，我渴望能通过实际操作来更深入地理解这些概念。MATLAB作为信号处理领域最常用的工具之一，我一直想好好钻研一番。市面上关于MATLAB的教程很多，但真正能将信号与系统这门课的实验内容系统化、条理化地呈现出来的却不多。很多书籍要么过于侧重理论推导，要么就是罗列大量API函数，让人不知从何下手。这本书的出现，让我看到了希望。从它的目录来看，实验项目涵盖了从最基础的信号生成、分析，到更复杂的滤波、变换等内容，非常全面。我尤其看重它能够引导读者一步步构建出完整的MATLAB程序，而不仅仅是提供一些零散的代码片段。我希望通过这本书的学习，能够熟练运用MATLAB进行信号的仿真和分析，并且能够灵活地将学到的理论知识应用到实际的信号处理问题中去，甚至能够自己设计出一些简单的信号处理算法。

评分☆☆☆☆☆

在我看来，信号与系统这门学科的精髓在于理解信号的数学表示以及系统对信号的处理过程。而MATLAB作为一种强大的数值计算和可视化工具，是探索这些奥秘的绝佳平台。然而，许多现有的教学资源在将理论与实践相结合方面做得不够出色，要么理论讲解过于冗长，让人望而却步，要么实验指导过于简略，难以让初学者建立起完整的知识体系。我一直希望找到一本既能清晰阐述信号与系统核心概念，又能提供详尽MATLAB实验指导的书籍。这本书在这一点上，似乎做得相当不错。从其介绍来看，它能够帮助读者掌握利用MATLAB进行信号生成、变换、滤波等关键操作，并且强调了实验过程中的原理理解。我尤其期待这本书能够提供丰富多样的实验案例，覆盖信号与系统中的重要知识点，并且能够引导读者从实际操作中加深对理论的认识，最终能够灵活运用MATLAB解决实际的信号处理问题。