信号与动态测量系统(工业和信息化部“十二五”规划教材) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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李永新，吴健 著

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出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115364029

商品编码：29727540711

包装：平装

出版时间：2014-10-01

基本信息

书名:信号与动态测量系统(工业和信息化部“十二五”规划教材)

：58.00元

售价：39.4元,便宜18.6元,折扣67

作者:李永新,吴健

出版社：人民邮电出版社

出版日期：2014-10-01

ISBN：9787115364029

字数：

页码：

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

李永新、吴健编著的《信号与动态测量系统(21 世纪高等院校电气工程与自动化规划教材)》从动态测 量的角度系统介绍信号与线性系统的相关理论与知识 ，阐述信号与线性系统的关系。全书以减小动态测量 误差为基本出发点分析线性时不变系统，明确信号有 效频带、测量系统工作频带的概念，系统地阐明了工 程不失真测试条件，为设计和分析动态测控系统奠定 必要的理论基础。 全书共10章，主要内容包括信号与动态测量系统 的基本概念、建立测试系统数学模型的方法、线性时 不变测试系统的时域分析方法及其动态响应特性的时 域描述、基于傅里叶级数和傅里叶变换的信号频谱分 析和测试系统频域响应分析、基于拉普拉斯变换的线 性时不变测试系统复频域分析，还从数字仿真应用的 角度分析了离散时间系统的特性，讨论了数字仿真方 法，后介绍了改善测量系统动态特性以及进行动态 测量误差修正的方法等。 本书可作为测控类相关专业的教学用书，也可作 为选择、设计、分析和应用动态测量系统时的参考资 料。

目录

章 概论 1.1 引言 1.2 信号的表达、分类及其特征描述 1.2.1 信号的表达方法 1.2.2 信号的分类 1.2.3 信号的特征描述 1.3 信号失真与动态测量误差 1.3.1 理想测量系统与信号相似 1.3.2 信号失真及其描述 1.3.3 动态测量与动态测量误差 1.4 测量系统的基本构成、分类及其数学模型 1.4.1 测量系统的基本功能单元 1.4.2 测量系统分类 1.4.3 测量系统的数学模型 1.5 实际动态测量中的信号 习题第2章 集中参数系统数学建模 2.1 引言 2.2 线性集中参数电路系统建模 2.3 线性集中参数机械系统建模 2.4 集中参数热力系统建模 2.5 仿真建模方法 2.6 微分算子与算子传递函数 2.7 连续时间系统数学模型表达形式的相互转换 2.7.1 状态方程模型转化为输入输出方程 2.7.2 输入输出方程转化为状态方程模型 2.8 离散时间系统的数学模型与数字仿真 2.8.1 线性时不变离散时间系统的数学模型 2.8.2 数字仿真引论 习题第3章 线性(测量)系统分析方法概论 3.1 测量系统分析的基本任务 3.2 连续时间系统响应的经典求法 3.2.1 系统响应与常微分方程解的对应关系 3.2.2 一阶系统响应求解 3.2.3 高阶系统响应求解 3.3 离散时间系统响应的求法 3.3.1 零输入响应求解 3.3.2 零状态响应求解 3.4 线性时不变系统的基本性质 3.4.1 线性时不变连续时间系统的基本性质 3.4.2 线性时不变离散时间系统的基本性质 3.5 线性时不变测量系统的工程分析方法 习题第4章 线性时不变(测量)系统时域分析 4.1 时域分析的基本信号 4.1.1 单位阶跃信号 4.1.2 单位冲激信号第5章 频域分析方法(傅里叶变换方法第6章 复频域分析方法(拉普拉斯变换方法第7章 动态测量系统综合分析第8章 离散时间系统分析与数字仿真第9章 动态特性补偿与动态误差修正0章 动态测量系统辨识概论参考文献

作者介绍

文摘

序言

动态世界中的精密解码：信号、系统与测量 我们生活在一个瞬息万变、信息爆炸的时代。从微观粒子的运动轨迹，到宏观宇宙的演化规律；从人体生理信号的细微变化，到工业生产线上机器设备的实时反馈；从通信网络的数据流动，到环境监测的蛛丝马迹……这一切动态的、变化的现象，都离不开“信号”的承载。而如何准确地捕捉、理解、分析和利用这些信号，则是现代科技和社会发展的重要基石。 《动态世界中的精密解码》一书，正是致力于为读者揭示隐藏在纷繁动态背后的科学奥秘。它不是一本关于特定产品或技术的说明手册，也不是一本孤立的理论推演集，而是一部深入浅出的指南，引导我们理解“信号”的本质，探索“动态系统”的运行规律，并掌握“测量”这门连接理论与实践的艺术。 第一部分：信号的语言——洞察动态变化的本质 本书的开篇，我们将一同走进“信号”的奇妙世界。信号，顾名思义，是信息传递的载体，是描述事物状态随时间、空间或其他变量变化的量。它们可以是有规律的周期性波动，如心电图上的波形；也可以是无规律的随机噪声，如传感器采集到的环境干扰。我们将从信号的基本概念入手，深入了解其分类、特性以及数学描述方法。 信号的构成与分类： 信号并非单一的概念，而是拥有丰富的维度。我们将学习如何区分模拟信号和数字信号，理解连续信号与离散信号的差异；探讨周期信号与非周期信号的特性，以及能量信号与功率信号的划分。这些基础的分类，如同学习一门新语言的基础词汇，为后续的深入理解奠定坚实的基础。 信号的数学表达： 为了精确地描述和分析信号，数学工具是不可或缺的。本书将介绍傅里叶级数和傅里叶变换，这是揭示信号频谱特性的强大武器。通过它们，我们可以将复杂的时域信号分解为不同频率的正弦波分量，从而清晰地看到信号的频率组成，识别其中的关键信息。拉普拉斯变换和Z变换作为傅里叶变换的拓展，将帮助我们处理更广泛的信号类型，尤其是瞬态响应和稳定状态分析。 信号的常见类型与应用： 除了抽象的数学描述，本书还将结合丰富的实例，介绍一些常见的信号类型，如正弦信号、指数信号、冲激信号、单位阶跃信号等，并探讨它们在实际中的应用。例如，正弦信号是许多振动和波动现象的基础；冲激信号在系统响应分析中扮演着至关重要的角色。 第二部分：系统的运行——理解动态变化的规律 信号是动态变化的“内容”，而“系统”则是动态变化的“舞台”或“处理者”。一个系统，无论是一个简单的电阻电容电路，还是一台复杂的机器人，或者一个庞大的经济模型，都能够接收输入信号，并产生输出信号。理解系统的特性，意味着理解信号在其中是如何被处理、变换甚至扭曲的。 系统的基本要素与分类： 我们将从最基本的角度定义“系统”，了解其输入、输出以及内部状态。随后，我们将学习如何对系统进行分类：是线性的还是非线性的？是时不变的还是时变的？是因果的还是非因果的？这些分类有助于我们选择合适的分析工具和预测系统行为。 线性时不变（LTI）系统的核心： LTI系统因其良好的数学性质，是系统理论研究的重点。本书将深入讲解LTI系统的卷积特性，这是描述系统如何响应任意输入信号的关键。通过脉冲响应，我们可以完全刻画一个LTI系统的行为。 系统稳定性与频率响应： 系统的稳定性直接关系到其能否正常工作，不会出现失控的震荡或衰减。我们将探讨稳定性判据，并学习如何分析系统的频率响应，即系统对不同频率信号的放大或衰减程度。频率响应是判断一个系统能否有效处理特定类型信号的重要依据。 动态系统的数学模型： 对于更复杂的动态系统，微分方程和差分方程是描述其行为的重要数学工具。本书将介绍如何建立这些模型，并介绍常用的求解方法，以预测系统在不同初始条件下的演变。 第三部分：测量的艺术——捕捉动态变化的真实 理论的再美好，终究需要回归现实。而“测量”，正是连接抽象的理论模型与真实世界动态变化的桥梁。精准的测量是科学研究、工程设计、生产制造和质量控制的生命线。本书将系统地介绍测量学的基本原理、方法和技术。 测量的基本概念与误差分析： 测量并非绝对准确，误差是客观存在的。我们将深入探讨测量的基本概念，如准确度、精密度、灵敏度、分辨率等，并详细分析各种误差的来源，如系统误差、随机误差、过失误差，并学习如何对误差进行量化和处理，提高测量结果的可靠性。 传感器的原理与选型： 传感器是连接物理世界和电信号的“触角”。本书将介绍各种常用传感器的基本工作原理，包括温度传感器、压力传感器、位移传感器、力传感器、加速度传感器、光电传感器等。我们将探讨不同传感器的性能指标，以及如何根据具体的测量需求选择最合适的传感器。 信号的调理与采集： 传感器输出的原始信号往往不能直接用于后续的处理和分析。信号调理技术，如放大、滤波、隔离等，对原始信号进行优化。而模数转换（ADC）则是将连续的模拟信号转化为计算机可识别的数字信号的关键步骤。本书将介绍这些关键过程。 测量系统的构成与应用： 一个完整的测量系统通常由传感器、信号调理电路、数据采集设备、数据处理软件等组成。我们将分析不同测量系统的组成方式，并结合实例，展示它们在工业自动化、生物医学工程、环境监测、科学实验等领域的广泛应用。例如，在工业生产中，测量系统可以实时监控生产参数，确保产品质量；在医疗领域，它可以监测病人的生命体征，辅助诊断。 超越与展望 《动态世界中的精密解码》不仅提供扎实的理论基础，更注重培养读者解决实际问题的能力。通过对信号、系统和测量学的系统阐述，本书旨在帮助读者： 理解信号的内在规律： 能够识别和分析不同类型的信号，理解其承载的信息。 掌握系统的行为模式： 能够建立系统的数学模型，预测其动态响应，并进行优化设计。 提升测量的精准度与可靠性： 能够根据实际需求选择合适的测量仪器和技术，并有效处理测量误差。 在本书的最后，我们将对动态测量技术的发展趋势进行展望，例如物联网（IoT）中的海量数据采集与处理、人工智能在信号分析与系统辨识中的应用、以及新型传感技术的突破等。我们相信，掌握信号、系统与测量的知识，将使您能够更深刻地理解我们所处的动态世界，并成为这个信息时代中的“精密解码者”，发现隐藏的规律，创造无限的可能。 无论您是初学者，还是有一定基础的工程师、科研人员，亦或是对科技充满好奇心的学生，《动态世界中的精密解码》都将是您探索动态世界、解锁信息奥秘的宝贵向导。它将帮助您构建坚实的理论框架，掌握实用的分析工具，最终能够自信地驾驭动态变化，实现精准的测量与控制。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的震撼在于其广度和深度上的完美平衡。它不仅覆盖了信号处理的基础运算和系统辨识的经典方法，更难得的是，它还涉及了现代测量技术中对不确定度评定的最新要求。我发现，书中关于数字信号处理（DSP）的部分，对采样定理的讨论极其细致，甚至包含了欠采样和过采样在不同场景下的适用性分析，这一点比我大学时使用的任何教材都要全面。此外，作者似乎非常关注跨学科的融合，书中穿插了许多关于光电、声学等不同物理量传感器的数据处理案例，这极大地拓宽了我的视野，让我意识到信号与系统的原理是具有普适性的。总而言之，这是一部集大成之作，内容详实、案例丰富，对于渴望全面掌握该领域知识体系的求知者来说，绝对是不可多得的良伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常独特，带着一种老派学者的沉稳和对真理的敬畏。它很少使用时下流行的花哨语言或快速入门的捷径，而是坚持一步一个脚印地构建知识的堡垒。对于我这种更偏爱理论深度和逻辑自洽性的读者来说，这简直是福音。阅读过程中，我感觉自己仿佛在上一次精心准备的学术讲座中，主讲人逻辑清晰、论证充分，每一个结论都有据可查。特别是对误差分析那几个章节，它将系统的随机误差和系统误差区分得极其到位，并引入了贝叶斯方法来辅助估计，这在许多同类教材中是缺失的深度。它不是一本追求“快速上手”的书，而是一本旨在培养“深刻洞察力”的教科书，需要静下心来反复咀嚼才能体会其精妙之处。

评分☆☆☆☆☆

这本理论基础扎实的教材，着实让我对信号处理和系统分析有了全新的认识。书中对傅里叶变换、拉普拉斯变换等核心工具的阐述深入浅出，配合大量的实例和图示，即使是初学者也能快速掌握其精髓。我尤其欣赏作者在介绍系统动态响应时所采用的清晰逻辑——从时域分析过渡到频域分析，再到状态空间表示，每一步都衔接得自然流畅，让人感觉知识体系层层递进，而不是零散的知识点堆砌。特别是关于随机信号处理的部分，它不仅仅停留在理论公式的推导上，更注重讲解如何将这些理论应用于实际工程问题，例如如何设计滤波器来去除噪声，如何利用功率谱密度函数来评估信号质量。这对于我这种需要在实际工程项目中处理复杂信号的读者来说，简直是如虎添翼。这本书的排版也很舒服，注释清晰，参考文献也很有参考价值，整体来看，它无疑是一本可以作为案头工具书长期参考的优秀著作。

评分☆☆☆☆☆

与其他一些偏重于概念描述的文献相比，这本书在阐述动态系统建模方面展现出了非凡的严谨性。它没有回避那些看似繁琐的微分方程和传递函数，但处理方式非常巧妙——总能将复杂的数学形式与物理意义紧密结合。例如，在描述二阶系统的暂态响应时，不仅给出了阻尼比和固有频率对波形的影响，还用非常形象的语言描述了过阻尼、临界阻尼和欠阻尼系统的实际行为差异。这种深入骨髓的理解，使得我在设计控制系统或分析系统稳定性时，能够更加自信地预判系统的行为。更难能可贵的是，书中对非线性系统的初步探讨，虽然没有深入到非常前沿的混沌理论，但对于辨识和线性化处理的介绍，为后续更高级的学习打下了坚实的基础。它要求读者付出努力，但回报是扎实的理论功底和解决实际问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

读完这本关于测量系统的书籍，我最大的感受是其极强的工程实践指导意义。作者似乎深谙工程人员的需求，书中对传感器选型、数据采集前端设计以及A/D转换器的关键参数选择，都给出了非常详尽且实用的讨论。比如，在谈到抗干扰能力时，它不仅提到了共模抑制比（CMRR）这个概念，还详细解释了在实际布线和接地设计中如何最大化这一性能，这比许多纯粹偏向数学推导的教材要高明得多。我曾遇到一个困扰已久的低频漂移问题，通过书中对漂移源的分类剖析——包括环境因素、器件老化和电路设计缺陷——我很快定位到了是由于温度变化引起的放大器零点漂移，并找到了对应的补偿方法。这本书的价值就在于，它能搭建起从抽象的系统模型到具体的硬件实现之间的桥梁，让复杂的测量系统设计变得有章可循，绝对是工程师必备的“实战手册”。