信号、系统与控制基础教程 9787040345834 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：29691227072

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

售价：27.7元,便宜13.0元,折扣68

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

内容提要

《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

作者介绍

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，在国内外核心期刊和学术会议发表论文40余篇。

文摘

序言

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》 书籍概述： 《现代通信原理导论》是一本旨在为读者构建扎实的现代通信系统基础知识的教材。本书深入浅出地讲解了通信系统的基本概念、核心技术以及前沿发展趋势，力求使读者在掌握经典理论的同时，也能对未来通信的发展方向有所认知。全书共分为十八章，结构清晰，内容全面，覆盖了从信号的产生、传输到接收、解调的完整链路，并进一步延伸至信息安全、编码理论等相关领域。本书特别注重理论与实际应用的结合，穿插了大量的实例分析和工程应用场景，帮助读者将抽象的理论知识转化为解决实际问题的能力。 章节详细介绍： 第一章：通信系统的基本模型与组成 本章首先从宏观角度介绍了通信系统的定义、作用以及发展历程。随后，详细阐述了通用通信系统的基本模型，包括信源、信宿、发送端、接收端、信道以及调制解调器等关键组成部分。通过生动的图示和清晰的语言，读者将对通信系统的整体架构有一个初步的认识。本章还探讨了通信系统的分类，如模拟通信与数字通信、有线通信与无线通信等，为后续章节的学习奠定基础。 第二章：信号的分类与基本特性 信号是通信系统的基本载体。本章重点介绍信号的各种分类方法，包括连续信号与离散信号、周期信号与非周期信号、能量信号与功率信号等。在此基础上，深入讲解了信号的幅值、频率、相位、带宽等基本特性，以及傅里叶级数和傅里叶变换在信号分析中的重要作用。通过对信号特性的深入理解，读者将能够更好地理解后续章节中关于信号处理和调制解调的技术。 第三章：随机信号与噪声 在实际通信系统中，信号往往伴随着各种形式的噪声。本章系统地介绍了随机信号的数学模型，包括平稳随机过程、独立增量过程等，并探讨了功率谱密度、自相关函数等重要的统计特性。随后，详细分析了通信系统中常见的噪声源，如热噪声、散粒噪声、起伏噪声等，并介绍了噪声对信号的影响，如信噪比的概念。本章将为读者理解通信系统的性能评估和抗噪声设计提供理论依据。 第四章：模拟信号的调制技术 模拟信号调制是将基带信号（信息信号）的特性（如幅度、频率或相位）按照信息信号的变化而变化的调制技术。本章详细介绍了幅度调制（AM）、频率调制（FM）和相位调制（PM）等经典的模拟调制方式。针对每种调制方式，都深入讲解了其调制原理、数学表达式、频谱特性、解调方法以及优缺点。通过本章的学习，读者将掌握如何将模拟信息有效地传输到模拟信道中。 第五章：数字信号的产生与编码 数字通信是现代通信的主流。本章从信息源编码开始，介绍了脉冲编码调制（PCM）的基本原理，包括采样、量化和编码三个过程。在此基础上，详细讲解了各种信源编码技术，如霍夫曼编码、算术编码等，旨在减少冗余，提高传输效率。本章还探讨了数字信号的波形表示，如单极性、双极性、归零码等，为后续的数字调制奠定基础。 第六章：数字信号的调制技术 数字信号调制是将数字信息（0和1）映射到模拟载波的某些参数上以实现传输的技术。本章详细介绍了最常用的数字调制方式，包括幅度键控（ASK）、频率键控（FSK）、相位键控（PSK）以及正交幅度调制（QAM）。对于每种调制方式，都深入分析了其调制原理、星座图、解调方法、误码率性能以及应用场景。本章将帮助读者理解如何高效、可靠地将数字信息传输到通信信道中。 第七章：线性与非线性信道 信道是信号传输的媒介，其特性对通信质量至关重要。本章首先定义了线性信道和非线性信道，并深入探讨了线性信道的冲激响应、频率响应以及传递函数等关键参数。随后，详细分析了信道失真，包括幅度失真和相位失真，并介绍了均衡技术，如匹配滤波器和线性均衡器，用于补偿信道引起的失真。本章还将简要介绍非线性信道的影响。 第八章：信息论基础 信息论是通信理论的基石。本章介绍了信息论的基本概念，包括信息熵、联合熵、条件熵以及互信息等。深入讲解了信息传输的度量，如信道容量的概念，并阐述了香农信道编码定理，揭示了可靠通信的理论极限。本章旨在为读者提供理解通信系统性能边界和设计高效编码策略的理论基础。 第九章：信道编码与纠错码 为了在有噪声的信道中可靠地传输信息，必须引入纠错码。本章详细介绍了纠错码的基本原理，包括监督码、循环冗余校验（CRC）等。随后，深入讲解了海明码、卷积码、BCH码以及Reed-Solomon码等经典的线性分组码和卷积码，并探讨了其编码和译码算法。本章还将简要介绍现代高效的纠错码，如Turbo码和LDPC码。 第十章：分组码与卷积码 本章是第九章的深入展开，将详细剖析分组码和卷积码的设计原理和性能特点。对于分组码，将重点讲解其码字结构、生成矩阵、校验矩阵以及译码器的实现。对于卷积码，将详细介绍其卷积过程、状态图、以及Viterbi译码算法。通过对这两种重要编码方法的深入学习，读者将能够理解如何构建和分析实际的纠错系统。 第十一章：同步技术 同步是数字通信系统正常工作的关键。本章详细介绍了载波同步和定时同步的原理和方法。在载波同步方面，将讲解载波相位和频率的估计技术，如PLL（锁相环）等。在定时同步方面，将讲解符号定时恢复（码元同步）的方法，如匹配滤波器、过采样法等。本章将使读者理解如何确保发送端和接收端在时间和频率上保持一致。 第十二章：多址技术 多址技术允许多个用户共享同一通信资源。本章介绍了四种基本的移动通信多址技术：频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）以及空分多址（SDMA）。对于每种技术，都详细讲解了其工作原理、优缺点以及在不同通信系统中的应用。本章将帮助读者理解如何有效地分配通信资源，实现多用户接入。 第十三章：信息安全基础 信息安全在现代通信中扮演着越来越重要的角色。本章介绍了信息安全的基本概念，包括保密性、完整性、可用性、不可否认性等。随后，深入讲解了密码学基础，包括对称加密和非对称加密算法，如DES、AES、RSA等。本章还将介绍数字签名、哈希函数等技术，为读者理解通信安全机制提供基础。 第十四章：无线通信基础 无线通信是现代通信的重要组成部分。本章介绍了无线通信的基本原理，包括电磁波传播特性、衰落、干扰等。随后，深入讲解了无线通信中的关键技术，如多径传播、接收分集、天线技术等。本章还将简要介绍蜂窝移动通信系统的基本结构和工作原理。 第十五章：数据通信基础 数据通信是将数据从一个地点传输到另一个地点的过程。本章介绍了数据链路层协议，如HDLC、PPP等，以及网络层协议，如IP协议。本章还将探讨差错控制、流量控制等重要概念，为理解互联网通信提供基础。 第十六章：通信系统的性能评估 对通信系统进行性能评估是设计和优化系统的关键。本章介绍了评估通信系统性能的常用指标，如信噪比（SNR）、误码率（BER）、信道容量等。通过本章的学习，读者将掌握如何分析和量化通信系统的可靠性和效率。 第十七章：现代通信技术发展趋势 本章将放眼未来，探讨现代通信技术的发展前沿。内容将包括5G通信的关键技术（如毫米波、大规模MIMO、网络切片等）、物联网（IoT）通信、卫星通信的最新进展以及人工智能在通信系统中的应用等。本章旨在激发读者的学习兴趣，并对未来通信的发展方向有所展望。 第十八章：实验与实践指导 为了帮助读者将理论知识付诸实践，本章提供了一系列实验与实践指导。包括通信系统仿真软件（如MATLAB/Simulink、Python的通信库）的使用介绍，以及基于这些软件的典型通信系统仿真案例。此外，还将提供一些简单的硬件实验建议，让读者能够亲身体验通信系统的魅力。 总结： 《现代通信原理导论》是一本内容翔实、逻辑严谨的教材，适合电子信息工程、通信工程、计算机科学等相关专业的本科生、研究生以及从事通信技术工作的工程师阅读。本书不仅为读者提供了坚实的理论基础，更通过丰富的实例和实践指导，帮助读者建立起完整的知识体系，为他们在现代通信领域的学习和工作打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都让我非常惊喜。我原本以为“控制”部分会是那种枯燥的理论堆砌，没想到它涵盖了经典控制和现代控制的精华，而且对状态空间法的讲解清晰得令人发指。我之前在其他教材上看到状态空间模型就犯怵，总觉得那是高阶课程才需要掌握的“黑魔法”，但这本书硬是把它讲得像搭积木一样有条理。更值得称赞的是，它不仅仅停留在理论层面，还穿插了大量工程实例，比如PID控制器的设计与调优，这些都是我在实际工作中急需的知识点。我特别喜欢作者在探讨鲁棒性设计时，那种严谨又不失启发性的笔调，让人在理解数学模型的同时，也能体会到工程师在面对不确定性时所需要具备的智慧。这本书的配套习题质量也非常高，有基础巩固型的，也有挑战思维极限的应用型，真正做完一套下来，感觉自己的分析能力都得到了质的飞跃。

评分☆☆☆☆☆

天呐，这本书简直是为我这种对复杂概念感到头疼的初学者量身定做的！我一直觉得信号与系统这两个词听起来就高深莫测，但作者用一种非常接地气的方式，把抽象的数学原理和实际生活中的例子完美地结合了起来。特别是关于傅里叶分析那几章，我以前是怎么也想不通那个积分到底是怎么回事，但在书中，通过那些生动的图示和循序渐进的推导，我竟然豁然开朗了。它没有一上来就抛一堆复杂的公式把你淹没，而是先建立直观的认识，再慢慢深入理论的细节。读起来感觉就像是有一位耐心又幽默的老师在旁边手把手地教你，一点都不会让人感到压力山大。那种“原来如此”的成就感，真是太棒了！这本书的排版也很舒服，字体大小适中，图表清晰，阅读体验极佳，让我在长时间学习后眼睛也不会感到那么疲劳。对于想真正理解底层逻辑，而不是死记硬背的理工科学生来说，这绝对是案头必备的神器。

评分☆☆☆☆☆

如果用一个词来形容这本书给我的感受，那就是“结构精妙”。它的逻辑主线设计得极其巧妙，仿佛一个精心编织的迷宫，但每一步都有清晰的指引，绝不会让你迷失方向。从基础的信号表示开始，过渡到系统的时域分析，再到频域的强大工具，每一步都是水到渠成的必要发展。我特别欣赏作者在引入拉普拉斯变换和Z变换时的处理方式——没有把它当成一个孤立的数学工具，而是紧密地和系统的稳定性、瞬态响应联系起来。这种环环相扣的教学设计，极大地增强了知识体系的完整性。不像我以前读过的某些教材，感觉知识点是零散地散落在各个章节里，读完后依然感觉像是拼图的碎片。这本书则像是一个完整的、逻辑自洽的艺术品，让人在学习过程中获得极大的心智愉悦感。

评分☆☆☆☆☆

说实话，我拿到这本书时，对“教程”这两个字持保留态度的，因为很多教程要么过于肤浅，要么就是把标准教材的内容进行“注水”式删减。但这本书完全打破了我的刻板印象。它在保持学术严谨性的同时，做到了极高的可读性，简直是一次成功的“软化”工程。作者在解释为什么我们需要某些分析工具（比如为什么要用频域而不是时域）时，总是能给出非常具有说服力的理由，而不是简单地说“因为这是定义”。这种“知其所以然”的教学态度，极大地激发了我主动探索的欲望。我已经把它推荐给了好几个正在为基础课发愁的后辈，告诉他们，别被那些厚重的名字吓到，这本书才是真正能让你打下坚实基础，并且享受学习过程的宝典。它的价值，远超其纸张和油墨的成本。

评分☆☆☆☆☆

作为一个需要经常做跨学科研究的工程师，我发现这本书在“系统”这个概念的界定上做得非常到位。它不仅仅局限于电子工程或自动化的范畴，而是用非常通用的语言去描述“输入-输出”关系，这使得我对生物、经济等领域的复杂系统分析都产生了新的视角。特别是关于线性时不变（LTI）系统的讨论，作者深入浅出地剖析了其背后的数学本质，但表述上又避免了过度学院派的晦涩。那些关于卷积的物理意义的阐述，我印象深刻，它真正让我理解了“系统”是如何“记忆”并“响应”过去的事件的。这种思维模式的转变，比单纯掌握几个公式重要得多。这本书对于培养系统性思维能力，有着不可替代的价值。