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潘仲明 著

图书标签:

• 信号与系统
• 控制理论
• 自动控制
• 电路分析
• 数学建模
• 线性系统
• 傅里叶变换
• 拉普拉斯变换
• z变换
• 系统分析

店铺： 炫丽之舞图书专营店

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040345834

商品编码：29624239313

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

《量子纠缠与信息传输：超越经典界限的奥秘》 本书旨在为读者呈现一个引人入胜的科学前沿领域——量子纠缠及其在信息传输方面的革命性应用。我们将深入探索这个被爱因斯坦称为“幽灵般的超距作用”的奇特现象，揭示其背后的深刻物理原理，并展望其如何颠覆我们对通信、计算乃至现实本身的认知。 第一部分：量子纠缠的诞生与本质 本部分将从量子力学的基本概念出发，逐步引导读者理解量子纠缠的产生机制和核心特征。 回溯：量子力学的黎明 我们将简要回顾量子力学的诞生历程，从普朗克的能量量子假说到爱因斯坦的光电效应解释，再到玻尔的原子模型。理解这些奠基性的理论，对于把握量子纠缠的复杂性至关重要。我们将重点关注波函数、叠加态以及测量带来的塌缩等概念，这些都是理解量子态及其相互作用的基础。 纠缠的萌芽：从贝尔不等式到EPR佯谬 爱因斯坦、波多尔斯基和罗森（EPR）提出的思想实验，通过质疑量子力学的完备性，巧妙地引出了“纠缠”这一概念。我们将深入剖析EPR佯谬，解释它如何挑战了定域实在论。随后，我们将介绍约翰·贝尔及其提出的贝尔不等式，它为检验量子力学的非定域性提供了实验途径。我们将详细解析贝尔不等式的数学形式，并解释为何实验结果违背了它，从而确凿无疑地证明了量子纠缠的真实存在。 纠缠的深层理解：态叠加与非定域关联 本节将深入剖析纠缠态的数学描述，例如贝尔态。我们将详细解释为什么纠缠粒子之间存在超越经典关联的强关联性，无论它们相距多远。通过具体的例子，例如两颗自旋纠缠的粒子，我们将展示如何通过测量其中一颗粒子的自旋状态，瞬时地确定另一颗粒子的状态，而无需任何信息的传递。我们将讨论这种“非定域关联”与经典概率论的根本区别，以及它如何挑战我们日常生活中对因果关系和时空的直观理解。 纠缠的类型与判据 量子纠缠并非单一形式，我们将介绍不同类型的纠缠态，例如两体纠缠、多体纠缠，以及它们在不同物理系统中的表现。同时，我们将讨论判定一个量子态是否纠缠的各种判据，例如最大纠缠度、纠缠熵等，为后续理解纠缠的量化和应用奠定基础。 第二部分：量子纠缠的实验验证与制备 量子纠缠并非仅仅是理论上的构想，它已经在实验室中被反复验证，并不断有新的制备技术涌现。 跨越世纪的实验：阿斯佩克特等人的里程碑 我们将详细回顾阿斯佩克特（Alain Aspect）及其团队在20世纪80年代进行的、对贝尔不等式进行关键性检验的实验。我们将描述实验的设计思路，如何巧妙地避免了“局域隐变量”的可能性，以及实验结果如何无可辩驳地支持了量子力学的预测。此外，我们还将提及后续由其他科学家完成的，进一步完善和排除实验漏洞的里程碑式实验。 现代实验的利器：光子、原子与超导电路 本节将介绍当前用于产生和操控量子纠缠的主要实验平台。我们将深入探讨使用光子作为量子比特的优势，例如其传输速度快、与环境相互作用较弱，以及如何通过分束器、相位调制器等光学元件制备纠缠光子对。接着，我们将介绍利用原子系综或单个离子的量子纠缠技术，以及它们在原子钟、量子模拟等领域的应用潜力。最后，我们将探讨基于超导电路的量子比特，以及其在实现大规模量子计算和量子网络方面的最新进展。 纠缠的“距离”挑战：远距离纠缠分发 实现远距离的量子纠缠是构建量子通信网络的关键。我们将介绍光纤、自由空间以及卫星等不同的量子纠缠分发技术。我们将重点讨论如何克服信号衰减、环境噪声等挑战，以及如何通过量子中继等技术延长纠缠的有效传输距离。卫星量子通信的最新突破，例如中国“墨子号”科学实验卫星在纠缠分发方面的成就，也将是本节的亮点。 第三部分：量子纠缠的信息传输革命 量子纠缠并非仅仅是基础科学的奇观，它正在深刻地改变着信息传输的边界，催生出前所未有的应用。 量子密钥分发（QKD）：绝对安全的通信 量子密钥分发是利用量子纠缠最成熟的应用之一。我们将详细阐述基于纠缠的QKD协议，例如E91协议。我们将解释为何量子密钥具有不可窃听性，一旦有第三方尝试窃听，其行为就会改变量子态，从而被通信双方立即发现。我们将深入分析QKD在实际应用中的优势和局限性，以及其在保障国家安全、金融交易和个人隐私等方面的巨大潜力。 量子隐形传态：信息的“瞬间”传递 量子隐形传态（Quantum Teleportation）并非科幻小说中的物质传输，而是利用量子纠缠将一个未知量子态从一个地点“传输”到另一个地点，而原始量子态则在传输过程中被破坏。我们将详细解释量子隐形传态的原理，包括贝尔态测量、经典通信辅助等关键步骤。我们将讨论其在量子计算和量子网络中的重要作用，例如用于量子比特之间的信息传递。 量子网络与量子互联网：连接未来的信息桥梁 构建一个全球性的量子网络，最终形成量子互联网，是信息科学的终极目标之一。本节将探讨量子网络的基本构成，包括量子节点、量子信道以及量子路由协议。我们将深入分析量子纠缠在其中扮演的核心角色，例如如何实现量子态的存储、转发和交换，从而构建一个能够进行量子计算、量子通信甚至量子传感的分布式网络。我们将展望量子互联网带来的颠覆性变革，例如分布式量子计算、更加安全的通信协议以及全新的科学研究范式。 纠缠在量子计算中的角色 虽然本书侧重于信息传输，但量子纠缠与量子计算的紧密联系不容忽视。我们将简要介绍量子计算机如何利用纠缠态进行指数级加速的计算。我们将提及一些代表性的量子算法，例如Shor算法和Grover算法，并解释纠缠是如何为它们提供强大动力的。理解纠缠在量子计算中的作用，有助于更全面地认识其对信息科学的深远影响。 第四部分：挑战、前沿与未来展望 量子纠缠的研究和应用并非一帆风顺，仍有诸多挑战有待克服，同时也孕育着无限的未来可能。 技术瓶颈与工程难题 我们将讨论当前制约量子纠缠技术发展的关键瓶颈，例如量子比特的相干时间、纠缠的保真度、量子态的操控精度以及大规模量子系统的集成等。我们将分析实现稳定、可靠、可扩展的量子纠缠系统的工程挑战。 理论前沿与未解之谜 量子纠缠的研究仍有许多未解之谜，例如纠缠的本质、多体纠缠的复杂性、纠缠与引力等基本物理理论的联系等。我们将介绍当前理论研究的前沿方向，激发读者的探索兴趣。 伦理与社会影响 任何颠覆性的技术都伴随着伦理和社会影响的考量。我们将探讨量子信息技术可能带来的社会变革，例如对现有通信和安全体系的冲击，以及如何应对可能出现的数字鸿沟等问题。 展望：一个量子信息时代的曙光 本书的最后，我们将对量子纠缠的未来发展进行大胆而审慎的展望。我们将描绘一个由量子通信、量子计算、量子传感等新兴技术构成的量子信息时代的图景，以及它将如何重塑我们的生活、工作乃至整个社会的运行方式。我们将强调，尽管道路充满挑战，但量子纠缠所蕴含的潜力，正引领我们走向一个前所未有的科学和技术新纪元。 本书力求以清晰的逻辑、严谨的论证和生动的语言，将量子纠缠这一复杂而迷人的领域呈现给广大读者。无论您是物理学爱好者、计算机科学专业学生，还是对前沿科技充满好奇的探索者，都将从中获得深刻的启迪和独特的视角。让我们一同踏上这段探索量子世界奥秘的精彩旅程。

评分☆☆☆☆☆

读了《信号、系统与控制基础教程》后，我最大的感受是，这本书意外地成为了我解决“团队协作难题”的一本绝佳工具书。书中对于“系统”的理解，以及如何实现系统内部的“稳定”和“优化”，与团队合作的理念不谋而合。作者在探讨“信号”的传递与处理时，详细描述了信息如何在不同节点之间流动，以及如何避免“噪声”干扰，这与团队沟通中的信息传递有着异曲同工之妙。我发现，书中关于“鲁棒性”的讨论，即系统在面对外部干扰时仍能保持稳定工作的能力，可以被类比为团队应对外部压力和挑战时的韧性。作者还提出了“参数调整”的概念，这在我看来，就是团队成员之间不断磨合、调整工作方式，以达到最佳协作状态的过程。书中有一个章节，详细分析了“耦合系统”的相互影响，并提出了“解耦”的策略，这对于理解团队成员之间可能存在的依赖关系，以及如何优化分工，避免不必要的牵制，非常有启发。我尝试将书中关于“稳定性判据”的思路，应用到团队的决策过程中，确保我们制定的目标和计划是可行且稳固的。此外，作者对“最优控制”的追求，也激励我们在团队合作中，不仅要完成任务，更要追求卓越，找到最有效率的合作模式。这本书用一种非常独特的方式，让我重新审视了团队合作的本质。

评分☆☆☆☆☆

尽管书名是《信号、系统与控制基础教程》，我却从中领悟到了许多关于“艺术鉴赏”的哲学思考。书中关于“频率域分析”的讲解，虽然是技术性的，但其将复杂的信号分解成基本组成部分，并分析其特性，与音乐中分析音色、旋律、节奏的构成有着异曲同工之妙。作者在探讨“系统稳定性”时，所描述的“平衡”与“失衡”的状态，让我联想到绘画中构图的平衡感，以及雕塑作品中动态与静态的对比。更让我惊喜的是，书中对“非线性系统”的讨论，这种复杂且难以预测的行为，恰恰是艺术作品中常常蕴含的深邃与多义性。作者鼓励读者去“理解系统的动态特性”，这让我意识到，欣赏艺术同样需要一种动态的视角，去感受作品在不同时间、不同情境下的变化与解读。书中对“噪声”的分析，也让我想到，在一些艺术创作中，“瑕疵”或“不完美”反而能赋予作品独特的魅力和生命力。此外，作者在讲解“控制策略”时，所追求的“目标导向”与“最优解”，也与艺术家在创作过程中，不断调整手法以达到最佳艺术效果的追求相契合。这本书用一种意想不到的方式，拓宽了我对“系统”和“结构”的理解，并将这种理解延伸到了对艺术作品的感悟，让我发现，科学与艺术之间，原来存在着如此奇妙的共通之处。

评分☆☆☆☆☆

《信号、系统与控制基础教程》这本书，在我看来，竟然是一本关于“培养批判性思维”的深刻读物。书中大量的模型和理论，虽然表面上是在讲解信号处理和控制原理，但其核心在于教导读者如何去“分析”、“推理”和“评估”。作者反复强调“模型的假设”以及“理论的适用范围”，这本身就是批判性思维训练的关键。我从中学会了不盲目接受任何信息，而是要去探究其背后的逻辑和证据。书中关于“辨识干扰信号”的部分，我将其理解为在海量信息中识别虚假或误导性信息的能力。同时，作者在讲解“系统响应”时，会详细分析输入信号的变化如何影响输出，这让我明白，任何结果的产生都不是偶然的，而是多种因素相互作用的结果。我特别欣赏书中关于“系统辨识”的内容，它教我如何从观测到的数据中推断出系统的内在规律。这种能力，不仅在科学研究中至关重要，在日常生活中，也能帮助我们更深刻地理解社会现象和人际关系。作者的严谨逻辑和对细节的关注，潜移默化地影响着我，让我开始质疑看似理所当然的观点，并寻求更深层次的解释。总而言之，这本书不仅仅是技术知识的传递，更是一种思维方式的启迪，它塑造了我分析问题的角度，让我变得更加理性、审慎。

评分☆☆☆☆☆

这本书的名字是《信号、系统与控制基础教程》，但读完之后，我感觉这更像是一本关于“如何与陌生人有效沟通”的指南。书中详细阐述了倾听的重要性，各种非语言信号的解读，以及如何在对话中保持积极和尊重的态度。我特别喜欢书中关于“同理心”的部分，作者通过一系列生动的案例，教会我们如何站在对方的角度思考问题，理解他们的感受，从而化解冲突，建立信任。例如，有一个章节专门讲到如何处理误解，里面列举了许多不同场景下的沟通难题，并提供了切实可行的解决方案。书中还提到了“积极倾听”的技巧，比如适时点头、眼神交流、复述对方的话语来确认理解等等。这些细节看似微小，但在实际沟通中却起到了至关重要的作用。我发现，自从运用了书中的方法，我与家人、朋友甚至同事之间的交流都变得更加顺畅，争执也明显减少了。作者的语言风格也很平实易懂，没有使用太多专业术语，使得非心理学专业的读者也能轻松理解并应用。总而言之，如果你正苦于沟通不畅，这本书绝对能给你带来意想不到的收获，它就像一本心灵的“翻译器”，帮助你读懂他人的心思，也让别人更好地理解你。

评分☆☆☆☆☆

在翻阅《信号、系统与控制基础教程》的过程中，我意外地发现了一系列关于“时间管理与效率提升”的精妙策略。这本书并非直接提及“时间管理”字眼，而是通过对“系统”的深入剖析，揭示了如何构建高效的个人或团队工作流程。作者强调了“分解任务”、“优先级排序”以及“资源分配”等概念，这些在控制理论中是核心要素，但在这里被巧妙地转化为日常工作的指导。我印象深刻的是，书中有一个关于“反馈回路”的讨论，这在控制系统中是必不可少的，但在书中，它被引申为持续的自我评估与调整。作者鼓励读者建立“监测机制”，定期审视自己的工作进度，并根据实际情况做出“修正动作”，以确保目标最终得以达成。我尝试将这些理念应用到我的学习计划中，比如将一个大型的项目分解成若干个小的、可控的子任务，并为每个子任务设定明确的“输出”和“时限”。同时，我也开始更加重视“输入”的质量，即在开始一项任务前，充分收集信息，确保“控制信号”的准确性。这种“系统化”的思维方式，让我能够更清晰地看到工作的全貌，也更能有效地分配时间和精力，显著提高了我的学习效率。这本书虽然名字听起来很学术，但其内在的逻辑和方法论，对于任何希望提升个人效率的人来说，都具有极高的借鉴价值。