
本教材以“易教易学和强化培养学生的工程能力和创新能力”为出发点,详细介绍了信号与系统分析的基本理论、基本方法,以及MATLAB在本课程中的典型应用。全书内容包括:绪论、连续时间信号与系统的时域分析、连续时间信号与系统的频域分析、连续时间信号与系统的复频域分析、离散时间信号与系统的时域分析、离散时间信号与系统的Z域分析、系统的状态变量分析及附录。各章配备了关键概念的小结、MATLAB的应用、丰富的习题和上机练习。 读者对象:高等学校电气信息类各专业的学生教材。
本书第1版和第2版分别于2003年和2007年出版,教学使用效果良好,并获广西优秀教材一等奖。 这次的第3版,是在2010年6月教育部启动实施“卓越工程师教育培养计划”的背景下,以及进一步收集整理广大师生的反馈意见的基础上完成的。 本书力求精选内容、加强基础、例题典型、重点突出;在文字论述上力求简洁明了、易教易学;在结构安排上,理论与MATLAB应用并行,力求学生在学习信号与系统分析的基本理论和方法的同时,深入掌握MATLAB的应用,将大量繁杂数学运算用计算机实现,从而加深对信号与系统基本原理、方法及应用的理解,强化培养学生工程能力和创新能力。 第3版在保持第2版基本内容和结构不变的基础上,主要做了以下2个方面的修订: 首先对第2版在信号与系统的基本理论和方法的叙述方面进行了文字优化,将教师和学生反映不太好懂的地方进行了重新表述。 然后把主要精力放在MATLAB部分。对MATLAB基本知识一节进行了重新编写和组织,内容的选取和叙述方法使得学生更加简明易懂,更好地快速入门,为后面章节的应用打好基础。在MATLAB的应用方面,重新设计了大量的MATLAB例题,使得信号与系统理论的连续部分和离散部分的每个基本分析方法都与MATLAB应用更加相得益彰。书中所有MATLAB程序都重新经过运行,所有结果都与上机分析结果一致,以帮助学生在课后进一步理解相应理论知识,掌握计算机仿真的基本方法,了解相关理论在工程中的应用。同时,书中MATLAB例题的选取十分注意与课后上机练习相关,留给学生培养创新能力的机会。 对全书各章的习题做了精减,其中标“*”的习题,难度较大,有精力的学生,可以选做。 本书由桂林电子科技大学徐亚宁、苏启常编著。第1、2、3、7章由徐亚宁编写;第4~6章,以及有关MATLAB的所有内容和上机练习由苏启常编写。 限于水平,书中难免仍有不妥或错误之处,恳请读者指正。 Email:xuyaning@guet.edu.cn suqch@guet.etu.cn 编著者
目录 第1章绪论 11信号与系统 12信号的描述与分类 13系统的描述与分类 131连续时间系统及其描述 132离散时间系统及其描述 14LTI系统的特性 15信号与系统分析方法概述 16MATLAB 基本知识 161MATLAB简介 162MATLAB快速入门 本章关键概念小结 习题 上机练习 第2章连续时间信号与系统的时域分析 21常用信号及信号的基本运算 211常用信号 212信号的基本运算 22单位阶跃信号和单位冲激信号 221单位阶跃信号 222单位冲激信号 223冲激信号与阶跃信号的关系 224冲激信号的性质 23连续系统的零输入响应 24冲激响应和阶跃响应 25连续系统的零状态响应——卷积积分 251卷积积分 252卷积积分的图解法 253卷积积分的性质 26连续系统的时域分析 27MATLAB应用举例 271连续信号的MATLAB表示 272信号基本运算的 MATLAB实现 273利用MATLAB进行系统的时域分析 本章关键概念小结 习题 上机练习 第3章连续时间信号与系统的频域分析 31周期信号的傅里叶级数分析 311三角函数形式的傅里叶级数 312指数形式的傅里叶级数 313周期信号频谱的特点 32非周期信号的傅里叶变换分析 321从傅里叶级数到傅里叶变换 322频谱函数F(jω)的特性 323典型非周期信号的傅里叶变换 33傅里叶变换的性质 331线性特性 332对称特性 333时移特性 334频移特性 335时频展缩特性 336时域微分特性 337频域微分特性 338时域积分特性 339卷积特性(卷积定理) 3310能量定理(帕斯瓦尔定理) 34周期信号的傅里叶变换 341一般周期信号的傅里叶变换 342周期信号的傅里叶级数与单脉冲信号的傅里叶变换 35连续时间系统的频域分析 351系统频域分析法 352系统频域分析法举例 36连续系统频域分析应用举例 361无失真传输系统 362理想低通滤波器 363调制与解调 37抽样及抽样定理 371信号的抽样 372时域抽样定理 38MATLAB应用举例 381周期信号的分解与合成 382非周期信号频谱的MATLAB求解 383用MATLAB计算连续系统的频率响应 本章关键概念小结 习题 上机练习 第4章连续时间信号与系统的复频域分析 41拉普拉斯变换 411双边拉普拉斯变换 412双边拉普拉斯变换的收敛域 413单边拉普拉斯变换 414常用信号的拉普拉斯变换 42单边拉普拉斯变换的性质 421线性特性 422时移特性 423复频移(s域平移)特性 424尺度变换(时-复频展缩)特性 425卷积定理 426微分定理 427积分定理 428初值定理和终值定理 43拉普拉斯逆变换 431极点为实数且无重根 432极点为复数且无重根 433极点为多重极点 44连续时间系统的复频域分析 441微分方程的拉普拉斯变换求解 442电路网络的复频域模型分析法 443系统函数(转移函数) 45系统特性与系统函数的关系 451系统的因果性 452系统的稳定性 453由系统函数H(s)确定频率响应 46双边拉普拉斯变换 461双边拉普拉斯变换的特性 462系统函数与系统的稳定性 463双边拉普拉斯逆变换 47MATLAB应用举例 471用MATLAB计算拉普拉斯正反变换 472利用MATLAB实现部分分式展开 473系统的零极点图 本章关键概念小结 习题 上机练习 第5章离散时间信号与系统的时域分析 51离散时间信号与离散系统 511离散时间信号概述 512典型的离散信号 513离散信号的基本运算 514离散系统响应的求解方法 52离散系统的零输入响应 53离散系统的单位样值响应 54离散系统的零状态响应——卷积和 541卷积和 542卷积和的性质 543卷积和的计算 55离散系统响应的时域分析 56MATLAB应用举例 561用MATLAB表示离散序列 562离散信号运算的MATLAB实现 563离散系统单位样值响应的求解 564离散系统零状态响应的求解 本章关键概念小结 习题 上机练习 第6章离散时间信号与系统的z域分析 61离散信号的z变换 611z变换的定义 612z变换的收敛域 613常用离散信号的单边z变换 614z平面与s平面的映射关系 62z变换的基本性质 621线性特性 622移位特性 623尺度变换特性 624时间翻转特性 625z域微分(时域线性加权) 626卷积定理 627初值定理和终值定理 63逆z变换 64离散系统的z域分析 641差分方程的变换解 642系统函数 643离散系统因果性、稳定性与H(z)的关系 644应用双边z变换分析离散系统举例 65离散系统的频率响应 651序列的傅里叶变换 652离散系统的频率响应 653离散系统的稳态响应 66MATLAB 应用举例 661利用MATLAB 计算z变换和逆z变换 662部分分式展开的MATLAB实现 663利用MATLAB求解离散系统的频率响应 664系统函数的零极点 本章关键概念小结 习题 上机练习 第7章系统的状态变量分析 71系统的信号流图 711信号流图 712系统的信号流图模拟 72系统的状态变量分析 721状态和状态变量 722连续系统的状态方程和输出方程 723连续系统状态方程和输出方程的建立 724连续系统状态方程和输出方程的求解 725离散系统的状态方程和输出方程的建立 726离散系统的状态方程和输出方程的求解 73MATLAB应用举例 731系统状态方程和输出方程的建立 732系统状态方程的求解 本章关键概念小结 习题 上机练习 部分习题答案 附录A部分分式展开 A1F(s)的D(s)中都是单实根 A2F(s)的D(s)中有重根 A3F(s)的D(s)中有共轭复根 附录B卷积积分表 附录C常用周期信号的傅里叶系数表 附录D常用序列单、 双边z变换对 附录E常用信号的傅里叶变换及其频谱图 参考文献
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