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潘仲明著 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118094534

商品编码：29765852092

包装：平装

出版时间：2014-05-01

基本信息

书名：信号与系统习题解答及仿真程序集

定价：40.00元

作者：潘仲明著

出版社：国防工业出版社

出版日期：2014-05-01

ISBN：9787118094534

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：大16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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为了学员通过课堂讲授和课外作业，使其初步具备应用正确的数学方法从实际问题中凝炼并解决科学问题的能力，作者潘仲明在《*信号与系统习题解答及仿真程序集》教材中，不仅编配了演绎计算和公式证明方面的习题，同时也编配了大量的算法实现与系统仿真习题，以进一步激发学员的创新思维、创新意识和创新观念。

内容提要

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潘仲明编著的《*信号与系统习题解答及仿真程序集》是研究生教材《*信号与系统》的配套参考书，由概率与*过程导论、多维高斯过程、参数估计理论、数学模型辨识、谱估计与小波分析、*滤波与状态估计等六章组成。每章由三部分组成，部分列出了教材《*信号与系统》的主要知识点，这部分內容可作为工具书或课堂笔记使用；第二部分给出了习题解答和MATLAB/simulink算法实现与系统仿真程序；第三部分补充了部分基本概念习题和相关数学公式证明。在培养初学者习惯性地应用正确的数学方法去分析和解决工程实际问题方面，本书必将起到抛砖引玉的作用。
　　《*信号与系统习题解答及仿真程序集》作为国防科技大学的研究生MOOC课程(Massive Open Online Courses)和国际研究生课程体系建设教材，可供从事工程测试、目标探测、无损检测、系统辨识、装备故障诊断、过程控制和*信号处理等技术专题研究的研究生、教师和科技人员进修参考。

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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《深入探索：现代信号处理与系统建模》 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，以理解和掌握现代信号处理的理论精髓与实际应用。我们抛开繁琐的数学推导，聚焦于核心概念的清晰阐述，并辅以丰富的工程实例，帮助读者构建对信号与系统学科的深刻认知。本书尤其侧重于将理论知识与计算机仿真技术相结合，使读者能够亲手实践，从而加深理解、提升解决实际问题的能力。 核心内容概览： 1. 信号的本质与分类： 连续时间信号与离散时间信号： 详细解析两者在定义、性质和表示上的区别。重点介绍周期信号、非周期信号、偶信号、奇信号、能量信号、功率信号等关键分类，并结合实际信号（如音频、图像、生物电信号）说明它们的特征。 信号的运算： 深入探讨信号的时移、时伸/时缩、翻转、乘法、卷积等基本运算，并通过直观的图示和实例，揭示这些运算对信号形态的影响。例如，通过时移理解延迟系统，通过时伸理解抽样过程。 傅里叶级数与傅里叶变换： 详细介绍傅里叶级数如何表示周期信号的频谱，以及傅里叶变换如何分析非周期信号的频率成分。我们将重点关注各种常见信号的傅里叶变换对，如矩形脉冲、指数衰减信号、单位冲激信号等，并解析其频谱特性（如带宽、主瓣、旁瓣）。对傅里叶变换的性质（如线性性、时移性、频移性、卷积定理、微分性质）进行深入剖析，阐明其在信号分析中的重要作用。 拉普拉斯变换与Z变换： 介绍拉普拉斯变换如何处理连续时间系统，特别是对于不稳定系统和瞬态响应的分析。解析其收敛域（ROC）的概念及其重要性。随后，重点讲解Z变换在离散时间系统分析中的地位，详细阐述其收敛域以及与傅里叶变换的关系。本书将重点讨论拉普拉斯和Z变换在求解微分方程和差分方程，以及系统稳定性分析中的应用。 2. 系统的概念与分类： 系统的定义与输入-输出模型： 明确系统的概念，即能够对输入信号进行某种变换并产生输出信号的实体。重点介绍系统的输入-输出模型，特别是线性系统和时不变系统的定义及其判断方法。 线性时不变（LTI）系统： 深入阐述LTI系统的核心性质——叠加性和时不变性，并解释为何LTI系统是信号处理领域研究的重点。 系统的分类： 详细介绍因果系统、稳定系统、递归系统（IIR）和非递归系统（FIR）等关键分类，并结合实际系统（如滤波器、控制系统）说明其工程含义。例如，因果系统在实时处理中的重要性，稳定系统在保证输出有界性方面的作用。 系统表示方法： 重点介绍LTI系统的几种重要表示方法： 差分方程/微分方程： 展示如何用数学方程描述系统的动态行为，并结合具体实例，如RC电路、弹簧-阻尼系统，演示如何建立和求解这些方程。 单位冲激响应（Impulse Response）： 强调单位冲激响应在描述LTI系统特性上的核心地位。深入解析卷积定理，阐明输出信号是输入信号与系统单位冲激响应的卷积。通过大量实例，展示不同单位冲激响应对应的系统行为，如低通、高通、带通特性。 频率响应（Frequency Response）： 引入频率响应的概念，即系统对不同频率正弦信号的增益和相位变化。解析频率响应与单位冲激响应之间的傅里叶变换关系。重点分析幅度响应和相位响应的含义，并结合滤波器设计，说明如何通过设计特定频率响应来实现信号的选频或滤除。 系统函数/传递函数： 介绍在频域中使用有理函数（系统函数或传递函数）来描述LTI系统，即拉普拉斯变换或Z变换下的系统表示。重点解析系统函数的零点和极点与系统性质（如稳定性、频率响应）之间的关系。 3. 现代信号处理技术： 抽样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）： 详细阐述抽样定理的原理，即如何根据信号的最高频率来确定最小抽样率，以避免混叠（Aliasing）。深入分析混叠现象的产生机制及其对信号失真的影响。 离散傅里叶变换（DFT）与快速傅里叶变换（FFT）： 介绍DFT如何用于分析离散时间信号的频谱。重点讲解FFT作为一种高效计算DFT的算法，极大地促进了数字信号处理的发展。通过实例演示FFT在频谱分析、信号去噪、特征提取等方面的应用。 数字滤波器设计： FIR滤波器： 详细介绍FIR滤波器的结构、设计原理和优缺点。重点讲解窗函数法（矩形窗、汉宁窗、海明窗等）和频率采样法等设计方法，以及不同窗函数对滤波器性能的影响。 IIR滤波器： 介绍IIR滤波器的结构、设计原理和优缺点。着重讲解由模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫滤波器）双线性变换法或脉冲不变法向数字滤波器转换的过程。 滤波器性能指标： 明确各种滤波器设计中涉及的关键性能指标，如通带纹波、阻带衰减、过渡带宽度、相位失真等，并说明如何在设计过程中权衡这些指标。 4. 系统建模与仿真： 仿真工具介绍： 本书将指导读者使用主流的工程仿真软件，如MATLAB/Simulink，来实践信号处理和系统建模。将介绍其基本操作、常用模块和脚本编写技巧。 LTI系统仿真： 通过实例演示如何利用仿真工具构建LTI系统的模型，包括利用差分方程/微分方程、单位冲激响应、系统函数等不同描述方式。 信号的生成与处理仿真： 学习如何生成各种类型的信号（如正弦波、方波、噪声），并对其进行滤波、抽样、变换等操作。 数字滤波器仿真验证： 实际设计并仿真各种FIR和IIR滤波器，通过输入不同信号，直观地观察滤波效果，并与理论分析进行对比。 系统稳定性与响应仿真： 仿真分析不同系统参数（如极点、零点位置）对系统稳定性、瞬态响应和稳态响应的影响。 通信系统基本模块仿真： 涉及简单的通信系统建模，如信号的调制解调、噪声对信号的影响及简单去噪方法的仿真。 控制系统基本模块仿真： 演示如何对简单的反馈控制系统进行建模和仿真，分析其闭环性能。 本书特色： 概念驱动，直观易懂： 避免枯燥的数学推导，侧重于概念的直观理解和物理意义的阐释。通过大量图示和类比，将抽象的理论具象化。 理论与实践紧密结合： 每介绍一个重要概念，都会立即辅以相应的工程实例和仿真演示，帮助读者将理论知识应用于实际问题。 丰富的仿真程序示例： 提供一系列精心设计的仿真程序，涵盖信号生成、处理、系统建模、滤波器设计等各个方面，读者可直接运行、修改和扩展，加速学习进程。 由浅入深，循序渐进： 内容组织从基础概念出发，逐步深入到复杂的现代技术，适合不同背景的读者。 强调应用导向： 聚焦于信号与系统在通信、控制、图像处理、生物医学工程等领域的实际应用，激发读者的学习兴趣和解决工程问题的能力。 目标读者： 本书适用于电子工程、通信工程、自动化、计算机科学、自动化、生物医学工程等相关专业的本科生、研究生，以及从事信号处理、系统建模、嵌入式开发等工作的工程师和研究人员。对于希望系统学习信号与系统理论并掌握其工程应用的读者，本书将是一个理想的选择。通过本书的学习，读者将能够独立分析和设计各种信号处理系统，并具备运用仿真工具解决复杂工程问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

作为一本习题解答和仿真集成的书籍，它的配套仿真案例的实操性极强，几乎每一个章节的核心理论点，都能找到对应的仿真实现。我尝试着跟着书上的步骤搭建了几个经典的滤波器和调制解调系统模型，发现书中的每一个参数设置、每一个代码块的逻辑，都与前述的理论推导环环相扣，形成了完美的闭环验证。这彻底解决了理论学习中“我知道原理，但不知道怎么把它做出来”的困境。作者在仿真部分没有使用过于晦涩难懂的编程语言，而是选择了直观性强、广泛应用的工具进行演示，确保了大多数读者都能成功复现结果。这种将“说”与“做”无缝衔接的处理方式，极大地增强了学习的成就感和对知识的掌握程度。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计着实让人眼前一亮，封面色彩搭配得十分和谐，给人一种专业而又严谨的感觉，一看就是经过精心打磨的作品。纸张的质感也相当不错，厚实且光滑，即便是长时间翻阅也不会感到疲惫。内页的排版布局清晰合理，字体大小适中，尤其是一些重要的公式和图表，都以加粗或特别标注的方式呈现，极大地提高了阅读效率。对于我们这些需要反复对照的读者来说，这种细致的排版简直是福音。更不用说，随书附带的光盘（或者在线资源链接）设计也相当人性化，安装过程简单流畅，用户界面友好，初次接触复杂仿真软件的人也能很快上手。整体而言，从物理接触到数字内容的体验，这本书在细节上的打磨，充分体现了出版方对读者的尊重和对知识传播的认真态度，这在当今很多快餐式出版物中是难能可贵的品质。

评分☆☆☆☆☆

我对这本书的价值判断，很大程度上来自于它所提供的“疑难问题攻克”的视角。书中收录的那些典型错误和常见误区分析，简直是“过来人”的经验总结。很多时候，我们在解题或者调试仿真程序时，陷入僵局的往往是那些细微的边界条件处理或者某个特定假设的忽略。这本书把这些“陷阱”都一一揪了出来，并详细解释了为什么会出错，以及正确的处理思路是什么。这不仅仅是答案，更是一种思维方式的引导。它教会了我如何带着批判性的眼光去看待每一个数学模型和工程假设，而不是盲目地套用公式。这种对细节的关注和对常见认知偏差的纠正，体现了作者深厚的教学功底和丰富的实践经验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的理论阐述深度和广度都超出了我的预期，它不仅仅是简单地罗列公式和例题，而是将抽象的信号与系统概念融入到非常贴近实际工程应用的场景中进行讲解。我特别欣赏作者在处理傅里叶变换、Z变换这些核心概念时的那种循序渐进的逻辑推导，每一步的引入都有其清晰的背景和目的，让人感觉不是在被动地接受知识，而是在主动地构建一个完整的知识体系。特别是对于 LTI 系统响应的分析部分，作者并没有停留在标准教材的层面，而是深入探讨了不同激励信号对系统特性的影响，甚至涉及了一些非线性系统在特定条件下的近似处理方法，这对于提升一个工程师的分析能力至关重要。这种深度挖掘的风格，使得即便是已经学过基础课程的人，也能从中找到新的启发点和更深刻的理解。

评分☆☆☆☆☆

这本书的整体结构安排极具匠心，它似乎是为某一特定阶段的工程学习者量身定做的。从基础的信号分解与表示，到复杂的系统分析与设计，内容的梯度变化自然而平稳，让人感觉每跨越一个章节都是一次实质性的能力提升。而且，书中的例题选择非常具有代表性，涵盖了通信、控制、电子测量等多个领域中信号与系统知识的交汇点。例如，在处理瞬态响应时，作者巧妙地结合了电路理论中的特征方程求解，使得知识点得以融会贯通。对于准备相关专业资格考试的读者来说，这本书无疑提供了一个非常高效且全面的复习框架，它不仅提供了“答案”，更重要的是提供了一种结构化的知识地图，指引读者如何系统性地掌握整个信号与系统领域的精髓。