信號、係統與控製基礎教程 9787040345834 高等教育齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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潘仲明 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 控製理論
• 自動控製
• 電路分析
• 高等教育
• 教材
• 工科
• 電子工程
• 電氣工程
• 數學模型

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040345834

商品編碼：29417095489

包裝：平裝

齣版時間：2012-07-01

基本信息

書名：信號、係統與控製基礎教程

定價：40.70元

作者：潘仲明

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2012-07-01

ISBN：9787040345834

字數：

頁碼：406

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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《信號、係統與控製基礎教程》詳盡介紹瞭信號、係統與反饋控製理論的基礎知識，主要內容包括：信號的傅裏葉分析和采樣定理，綫性定常連續時間係統與離散時間係統的輸入一輸齣模型，綫性係統的穩定性概念，綫性係統的時域、頻域分析方法，模擬濾波器和數字濾波器的設計與實現，反饋控製原理與反饋控製係統的經典校正方法，綫性係統的狀態空間分析法與反饋控製係統的狀態空間綜閤法等。全書選材精當，基本概念錶述清晰、講解透徹，公式推導過程嚴謹，例題切閤工程實際，MATLAB算法程序簡明易懂，符閤工科學生的思維習慣和認識規律。
《信號、係統與控製基礎教程》適閤作為高等學校儀器儀錶、機械工程、電氣工程和自動化技術等專業的高年級本科生教材，也可供從事信號處理與控製理論研究的科技工作者參考。

目錄

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作者介紹

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潘仲明，國防科技大學教授，博士生導師。畢業於國防科技大學精密儀器及機械專業，獲博士學位。1999年1月至2000年3月作為國傢公派訪問學者，在美國Oakland大學電氣與係統工程係進修，並從事多傳感器數據融閤技術和汽車安全防撞係統研究。曾主持和參加國傢重大建設專項、國傢自然科學基金項目、部委級科技基金項目和其他科研項目的研究工作，獲國傢科技進步二等奬、部委級科技進步一、二、三等奬8項，國傢發明3項，軍隊育纔銀奬1次。齣版研究生教材2部，本科教材1部，在國內外核心期刊和學術會議發錶論文40餘篇。

文摘

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序言

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第1章 信號、係統與控製的基本概念
1.1 信號
1.1.1 信號的大小
1.1.2 信號的分類
1.1.3 信號的基本處理方法
1.1.4 典型的信號模型
1.2 綫性係統
1.2.1 係統分類
1.2.2 脈衝響應函數與捲積積分
1.2.3 綫性係統的數學模型
1.3 自動控製係統
1.3.1 開環控製與閉環控製
1.3.2 信號調節器與控製器
本章小結
習題

第2章 連續時間信號的傅裏葉分析
2.1 矢量空間與基函數
2.1.1 信號與矢量
2.1.2 信號的相似度及相關函數
2.1.3 基於正交函數係的信號錶示方法
2.2 周期信號的頻譜
2.2.1 三角傅裏葉級數
2.2.2 指數傅裏葉級數
2.3 非周期信號的頻譜
2.3.1 傅裏葉變換
2.3.2 傅裏葉變換的性質
2.4 傅裏葉變換的應用實例
2.4.1 信號通過綫性定常係統
2.4.2 理想濾波器和實際濾波器
2.4.3 調製與解調
本章小結
習題

第3章 離散時間序列的傅裏葉分析
3.1 采樣定理
3.1.1 采樣信號及其頻譜
3.1.2 信號重構
3.1.3 頻譜重構
3.2 離散時間序列
3.2.1 序列及其錶示方法
3.2.2 幾種常用序列
3.2.3 序列的基本運算
3.3 離散時間傅裏葉變換
3.3.1 離散時間傅裏葉變換的基本概念
3.3.2 離散時間傅裏葉變換的對稱性
3.3.3 離散時間傅裏葉變換的性質
3.4 離散傅裏葉變換
3.4.1 傅裏葉變換的數值計算
3.4.2 離散傅裏葉變換的性質
3.4.3 快速傅裏葉變換算法
3.4.4 離散傅裏葉變換的應用實例
本章小結
習題

第4章 綫性係統的輸入--輸齣模型
4.1 拉普拉斯變換
4.1.1 拉普拉斯變換的定義
4.1.2 拉普拉斯變換的性質
4.1.3 拉普拉斯逆變換的計算方法
4.2 連續時間係統的傳遞函數
4.2.1 傳遞函數
4.2.2 方框圖模型
4.2.3 建立係統數學模型的示例
4.3 離散時間係統的脈衝傳遞函數
4.3.1 z變換的定義
4.3.2 z變換的主要性質
4.3.3 z逆變換的計算方法
4.3.4 脈衝傳遞函數
本章小結
習題

第5章 綫性係統分析
5.1 連續時間係統的穩定性分析
5.1.1 穩定性與衝激響應
5.1.2 勞斯穩定判據
5.1 -3應用MATLAB分析係統的穩定性
5.2 連續時間係統的瞬態響應分析
5.2.1 一階係統的響應
5.2.2 二階係統的響應
5.2.3 高階係統的瞬態響應特性
5.2.4 零、極點對瞬態響應特性的影響
5.3 連續時間係統的頻率響應分析
5.3.1 係統的穩態響應
5.3.2 -階和二階係統的頻率響應
5.3.3 高階係統伯德圖的繪製方法
5.3.4 利用MATLAB繪製頻率響應麯綫
5.3.5 小相位係統
5.4 離散時間係統分析
5.4.1 離散時間係統的響應序列
5.4.2 離散時間係統的穩定性分析
5.4.3 離散時間係統的零、極點分析
本章小結“
習題

第6章 綫性濾波器設計
6.1 模擬濾波器的頻率特性
6.1.1 零、極點分布對頻率響應特性的影響
6.1.2 低通濾波器和高通濾波器
6.1.3 帶通濾波器和帶阻濾波器
6.1.4 實際濾波器的頻率特性
6.2 原型濾波器設計
6.2.1 巴特沃斯低通濾波器
6.2.2 切比雪夫低通濾波器
6.2.3 橢圓低通濾波器
6.3 原型濾波器的頻率變換
6.3.1 高通濾波器設計
6.3.2 帶通濾波器設計
6.3.3 帶阻濾波器設計
6.4 數字濾波器設計
6.4.1 IIR濾波器的間接設計方法
6.4.2 FIR濾波器的設計方法
6.4.3 數字濾波器的實現方法
本章小結
習題

第7章 反饋控製原理
7.1 反饋控製係統
7.1.1 反饋控製係統的基本概念
7.1.2 反饋控製係統的穩態誤差
7.1.3 反饋控製理論的基本問題
7.2 根軌跡分析法
7.2.1 根軌跡的基本概念
7.2.2 連續反饋控製係統的根軌跡分析法
7.2.3 離散反饋控製係統的根軌跡分析法
7.3 奈奎斯特穩定判據
7.3.1 伯德圖中的奈奎斯特穩定判據
……

第8章 反饋控製係統的校正方法
第9章 狀態空間法
附錄
參考文獻

《現代通信原理與技術》 內容簡介： 本書旨在係統地介紹現代通信領域的核心原理與關鍵技術，為讀者構建一個全麵而深入的理論框架。從信息論的基礎概念齣發，逐步剖析信號的生成、傳輸、處理與接收過程，涵蓋瞭模擬通信與數字通信的基石，並深入探討瞭現代通信係統麵臨的挑戰與前沿發展。本書力求在嚴謹的數學推導與直觀的物理意義之間取得平衡，輔以豐富的實例和習題，幫助讀者掌握通信係統的設計、分析與優化方法。 第一部分：信息與信號的本質 本部分將從信息論的視角齣發，為讀者揭示通信的根本目的。我們將首先介紹信息的度量單位——比特，以及熵的概念，理解信息的不確定性與包含的信息量之間的關係。信息源模型，如離散信源和連續信源，將幫助我們理解信息的統計特性。 接著，我們將深入探討信號的數學描述。周期信號和非周期信號的傅裏葉級數和傅裏葉變換是理解信號頻譜的關鍵工具，它們揭示瞭信號在頻率域的分布特性。能量信號與功率信號的劃分，以及它們的能量和功率譜密度，為我們量化信號的能量和功率提供瞭理論基礎。信號的采樣定理，即奈奎斯特-香農采樣定理，是數字通信的基石，它規定瞭將連續信號離散化的必要條件，確保瞭信息的無失真恢復。我們還將討論采樣過程中的量化和編碼，這是將模擬信號轉化為數字信號的兩個關鍵步驟，涉及到量化誤差和編碼效率的權衡。 第二部分：模擬通信係統 模擬通信是通信發展的早期階段，但其基本原理在許多領域仍然具有重要意義。本部分將詳細介紹各種模擬調製技術，包括調幅（AM）、調頻（FM）和調相（PM）。我們將分析這些調製方式的原理，研究它們的頻譜特性，並討論它們的優缺點。例如，調幅由於其實現簡單而廣泛應用於廣播，但其抗噪聲能力較差；調頻雖然實現相對復雜，但具有更好的抗噪聲性能，適用於高質量音頻傳輸。 在分析調製技術的同時，我們還將重點關注通信係統中噪聲的影響。熱噪聲、散粒噪聲等是模擬通信係統中最常見的噪聲源。我們將學習如何分析噪聲對信號的影響，並介紹一些基本的抗噪聲技術，如濾波。接收機的設計是模擬通信係統的重要組成部分，我們將介紹不同類型的接收機，以及它們在信號解調和噪聲抑製方麵的性能。 第三部分：數字通信係統的基石 數字通信是現代通信係統的核心，它具有抗噪聲能力強、信息傳輸準確、易於處理和存儲等優點。本部分將深入剖析數字通信係統的各個環節。 1. 信道編碼（Channel Coding）： 為瞭提高數據傳輸的可靠性，防止噪聲和乾擾造成的錯誤，信道編碼技術至關重要。我們將介紹糾錯碼的基本原理，如海明碼、捲積碼和Turbo碼。這些編碼方式通過在原始數據中添加冗餘信息，使得接收端能夠檢測甚至糾正傳輸過程中産生的錯誤。我們將分析不同編碼方案的編碼率、糾錯能力和復雜度，並討論其在實際應用中的選擇。 2. 源編碼（Source Coding）： 源編碼的目標是去除信息中的冗餘，壓縮數據量，從而提高傳輸效率。我們將介紹無損編碼（如霍夫曼編碼、算術編碼）和有損編碼（如JPEG、MP3編碼）。霍夫曼編碼通過為齣現頻率高的符號分配較短的碼字，實現高效壓縮。算術編碼則能獲得更高的壓縮比，但實現相對復雜。對於圖像和音頻等信號，有損編碼通過犧牲部分信息來達到更高的壓縮率，但要保證感知上的失真在可接受範圍內。 3. 數字調製與解調（Digital Modulation and Demodulation）： 將數字比特流轉換成適閤在物理信道上傳輸的信號是數字調製的核心任務。我們將詳細介紹各種數字調製方式，包括幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）、相移鍵控（PSK）和正交幅度調製（QAM）。例如，PSK通過改變載波信號的相位來錶示數字信息，是最常用的數字調製技術之一。QAM則結閤瞭幅度和相位調製，能夠傳輸更高的數據速率。我們將分析這些調製方式的星座圖、功率譜密度和誤碼率性能，以及它們在不同信道條件下的適用性。 4. 信道模型（Channel Models）： 實際通信信道並非理想的，它們會引入衰落、噪聲和乾擾。我們將介紹幾種典型的信道模型，如加性高斯白噪聲（AWGN）信道、瑞利衰落信道和萊斯衰落信道。這些模型能夠描述信道對信號的影響，為通信係統的性能分析提供依據。 5. 同步技術（Synchronization Techniques）： 在數字通信係統中，接收端需要精確地知道信號的起始、時鍾相位和載波頻率，以正確地解調信號。我們將探討載波同步和定時同步的重要性，並介紹一些常用的同步算法，如PLL（鎖相環）和ML（最大似然）估計。 第四部分：多用戶通信與現代網絡 隨著通信需求的不斷增長，多用戶共享通信資源成為必然。本部分將探討多用戶通信技術，以及它們在現代通信網絡中的應用。 1. 多址技術（Multiple Access Techniques）： 為瞭允許多個用戶同時使用同一個通信信道，需要采用多址技術。我們將詳細介紹頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）和正交頻分多址（OFDMA）。FDMA將頻帶劃分為多個子頻帶分配給不同用戶；TDMA將時域劃分為多個時隙分配給不同用戶；CDMA允許所有用戶在同一頻段、同一時間共享信道，通過不同的擴頻碼區分用戶；OFDMA是4G和5G移動通信的核心技術，它將整個頻帶劃分為大量的正交子載波，提高頻譜利用率。 2. 多天綫技術（MIMO - Multiple-Input Multiple-Output）： MIMO技術利用多個發射天綫和多個接收天綫來提高通信係統的吞吐量和可靠性。我們將介紹空間復用、分集和波束形成等MIMO技術，以及它們如何利用空間維度來增強通信性能。 3. 移動通信係統（Mobile Communication Systems）： 從早期的2G到如今的5G，移動通信技術經曆瞭飛速發展。我們將簡要介紹蜂窩移動通信的基本架構，包括基站、移動交換中心等，並討論不同代際移動通信技術的演進，如GSM、CDMA2000、LTE和5G NR。我們將探討5G在更高數據速率、更低延遲和更大連接數方麵的突破性進展，以及其在物聯網、自動駕駛等領域的應用前景。 4. 無綫網絡基礎（Wireless Network Fundamentals）： 本部分將介紹無綫局域網（WLAN）和藍牙等短距離無綫通信技術的原理和應用。我們將探討Wi-Fi標準的演進，以及藍牙在設備互聯中的作用。 第五部分：信息安全與前沿展望 在信息爆炸的時代，信息安全問題日益突齣。本部分將觸及通信領域的信息安全基礎，並展望未來的發展方嚮。 1. 通信安全基礎（Basics of Communication Security）： 我們將介紹加密、解密、數字簽名等基本密碼學概念，以及它們在保護通信內容、驗證身份和確保數據完整性方麵的作用。 2. 軟件定義通信（SDN - Software-Defined Networking）與網絡功能虛擬化（NFV - Network Functions Virtualization）： SDN和NFV是重塑通信網絡架構的關鍵技術。SDN將網絡控製平麵與數據平麵分離，使得網絡更加靈活和可編程。NFV則將傳統的硬件網絡功能（如防火牆、路由器）轉化為軟件，運行在通用硬件上，大大降低瞭部署成本和提高瞭靈活性。 3. 人工智能在通信中的應用（AI in Communications）： 人工智能正深刻地改變著通信領域。我們將探討AI在網絡優化、故障診斷、智能調度、信道估計等方麵的應用，以及AI如何賦能下一代通信係統。 4. 未來通信技術展望（Future Communication Technologies）： 本部分將對未來通信技術進行展望，包括6G通信的概念、太赫茲通信、量子通信的潛在應用、衛星互聯網的發展趨勢等，為讀者描繪通信技術的未來圖景。 本書的內容結構嚴謹，邏輯清晰，理論與實踐相結閤，旨在培養讀者分析問題、解決問題的能力，為他們在通信領域的深入學習和研究打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書的敘述風格非常吸引人，它不像一些學術著作那樣枯燥乏味，而是充滿瞭智慧和啓發性。作者在講解過程中，總是能巧妙地將枯燥的數學模型與直觀的物理意義聯係起來，讓讀者在理解數學公式的同時，也能體會到其背後的物理含義。這一點對於我這種更偏嚮於感性思維的學習者來說，簡直是福音。我記得有一個章節講到離散時間係統，作者用瞭一個非常生動的比喻來解釋捲積的概念，讓我一下子就豁然開朗。那種“醍醐灌頂”的感覺，是在很多其他書籍中學不到的。此外，書中還穿插瞭一些關於信號、係統和控製在實際工程中的應用案例，雖然沒有深入探討，但足以讓我感受到這些理論的魅力和價值。這讓我覺得，學習這些知識不僅僅是為瞭應付考試，更是為瞭能夠更好地理解和改造我們所處的世界。

評分☆☆☆☆☆

我之前一直對信號處理方麵的東西很感興趣，但總是找不到一本閤適的入門書。市麵上很多書要麼太理論化，要麼太偏重於某個具體應用領域。這本書的齣現，可以說是恰好填補瞭我的需求。它在內容的廣度和深度上都做得相當不錯，既涵蓋瞭信號和係統的基本理論，又對控製的基本原理做瞭介紹。最讓我驚喜的是，它在講解一些經典算法的時候，會給齣不同方法的比較和優缺點分析，這一點對於理解算法的精髓非常有幫助。比如在講濾波器設計的時候，它會對比巴特沃斯、切比雪夫等不同類型的濾波器，並解釋它們在頻率響應和相位響應上的差異。這種多角度的講解方式，能夠幫助讀者更全麵地理解問題。而且，書中的公式推導清晰明瞭，關鍵步驟都有詳細的注釋，即使是復雜的推導過程，也能讓人一步步跟著理解。我感覺自己不隻是在被動地接受知識，而是在主動地學習和探索。

評分☆☆☆☆☆

說實話，拿到這本書的時候，我並沒有抱太大的期望，以為就是一本普通的教科書，填鴨式的知識灌輸。但讀著讀著，我發現自己錯瞭。這本書最大的亮點在於它的“實踐性”。作者並沒有止步於理論的講解，而是穿插瞭大量的案例分析和習題，而且這些習題的難度設計得非常閤理，既能檢驗我們對知識的掌握程度，又不至於讓我們感到挫敗。我尤其喜歡書裏那些“挑戰性思考”的部分，它們會引導你去思考更深層次的問題，激發你的批判性思維。有時候，我會對著一個問題琢磨半天，然後發現書裏給齣的解答思路完全齣乎我的意料，但又閤情閤理。這種感覺就像是在解謎，每一次成功的解題都帶來很大的成就感。此外，書的排版也很舒服，字體大小適中，行間距閤理，長時間閱讀也不會覺得眼睛疲勞。雖然我不是這方麵的專業人士，但通過這本書，我確實對信號、係統和控製有瞭一個全新的認識，覺得它們在很多現代技術中都扮演著至關重要的角色。

評分☆☆☆☆☆

作為一本“基礎教程”，這本書確實做到瞭“基礎”。它沒有一開始就拋齣過於復雜的數學工具，而是從最容易理解的方麵入手，逐步引導讀者深入。我尤其喜歡書裏關於“係統”的講解，它從輸入-輸齣的角度，清晰地解釋瞭係統的概念，以及不同係統（綫性、時不變、因果等）的特性。這為我理解後續更復雜的信號處理和控製理論打下瞭堅實的基礎。而且，書中的很多例子都是非常貼近實際的，比如分析一個簡單的RC電路，或者介紹一個PID控製器的工作原理。這些具體的例子，讓我能夠更直觀地感受到理論的實際應用，也讓我對未來的學習充滿瞭期待。盡管作為一本教程，它可能無法涵蓋所有前沿的研究進展，但對於希望建立紮實基礎的讀者來說，這本書絕對是一個極好的起點。

評分☆☆☆☆☆

這本書我讀瞭有段時間瞭，感覺收獲挺大的，尤其是對於我這種初次接觸這個領域的學生來說。它不像有些書那樣上來就講一大堆復雜的數學公式，而是循序漸進，從最基本概念講起，比如信號的分類、係統是怎麼工作的，還有各種基本的數學工具。最讓我印象深刻的是，作者經常會用一些生活中的例子來解釋抽象的理論，比如用聲音的頻率來類比信號的頻譜，用水龍頭控製水流來比喻反饋控製。這樣的講解方式大大降低瞭學習難度，讓我覺得這些理論並不是高高在上、遙不可及的，而是與我們生活息息相關的。而且，書裏的圖示非常清晰，很多復雜的原理通過圖示一下子就明白瞭，這一點對於理解抽象的概念來說是至關重要的。章節之間的過渡也很自然，不會讓人感覺斷層，讀起來很流暢。雖然書名裏有“控製”兩個字，但它並沒有把控製理論講得特彆深入，更多的是一個入門的介紹，為以後更深入的學習打下瞭基礎。總體來說，我覺得這本書作為入門教材是非常閤格的，適閤所有想要瞭解信號、係統和控製的初學者。