信號與系統(tǒng)課程是通信、信息、電子工程類和自控類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課程。本書全面系統(tǒng)地論述了信號與系統(tǒng)分析的基本理論、基本分析方法及其應用。全書內(nèi)容包括:信號與系統(tǒng)的基本知識、連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析、離散時間系統(tǒng)的時域分析、傅里葉變換及系統(tǒng)的頻域分析、離散時間信號的傅里葉變換、拉普拉斯變換及系統(tǒng)的s域分析、Z變換及離散系統(tǒng)的z域分析、系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析、MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應用。
本書在內(nèi)容上重點突出,詳略得當,著重于信號與系統(tǒng)分析,突出基礎性、系統(tǒng)性、實用性和先進性,并注重理論與實踐結(jié)合,以及知識運用能力與創(chuàng)新意識的培養(yǎng)。本書的內(nèi)容適用做不同學時的教學課程,可根據(jù)不同學時和教學要求靈活組合授課內(nèi)容。
趙泓揚,碩士,江蘇省常州市常州工學院教師,主要教授的課程為“信號與系統(tǒng)”,具有多年教學經(jīng)驗,負責重點課程建設,已在多處學術期刊發(fā)表論文。
目錄
第1章信號與系統(tǒng)的基本知識
1?1引言
1?2信號的基本知識
1?2?1信號的定義
1?2?2信號的分類
1?3常用基本信號
1?3?1常用連續(xù)時間信號
1?3?2常用離散時間信號
1?4信號的運算與波形變換
1?5信號的時域分解
1?6卷積
1?6?1卷積積分
1?6?2卷積和
1?7系統(tǒng)的基本知識
1?7?1系統(tǒng)的定義
1?7?2系統(tǒng)的分類
1?7?3系統(tǒng)的連接
1?7?4系統(tǒng)的描述
1?8系統(tǒng)的特性
1?9LTI系統(tǒng)的分析方法
習題
第2章連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析
2?1引言
2?2微分方程的經(jīng)典解法
2?30-與0+狀態(tài)的轉(zhuǎn)換
2?4零輸入響應與零狀態(tài)響應
2?4?1零輸入響應
2?4?2零狀態(tài)響應
2?4?3全響應
2?5單位沖激響應與單位階躍響應
2?5?1定義
2?5?2沖激響應的求解
2?5?3階躍響應的求解
2?5?4由沖激響應求零狀態(tài)響應
2?5?5復合系統(tǒng)的沖激響應
2?6連續(xù)時間系統(tǒng)的模擬
習題
第3章離散時間系統(tǒng)的時域分析
3?1引言
3?2差分與差分方程
3?3線性常系數(shù)差分方程的經(jīng)典解法
3?4零輸入響應與零狀態(tài)響應
3?4?1零輸入響應
3?4?2零狀態(tài)響應
3?4?3全響應
3?5單位序列響應與單位階躍響應
3?5?1單位序列響應
3?5?2單位階躍響應
3?5?3由單位序列響應求零狀態(tài)響應
3?5?4復合系統(tǒng)的單位序列響應
3?6離散時間系統(tǒng)的模擬
習題
第4章傅里葉變換及系統(tǒng)的頻域分析
4?1引言
4?2信號的正交分解
4?2?1信號的分解
4?2?2正交函數(shù)與正交函數(shù)集
4?2?3將信號分解為正交函數(shù)
4?3周期信號的傅里葉級數(shù)表示
4?3?1傅里葉級數(shù)的三角形式
4?3?2傅立葉級數(shù)的指數(shù)形式
4?3?3傅里葉級數(shù)的收斂性與吉伯斯現(xiàn)象
4?3?4波形對稱與諧波特性
4?4典型周期信號的傅里葉級數(shù)
4?4?1周期矩形脈沖信號
4?4?2周期三角脈沖信號
4?4?3周期半波余弦信號
4?4?4周期全波余弦信號
4?5非周期信號的傅里葉變換
4?6常用信號的傅里葉變換
4?7傅里葉變換的性質(zhì)
4?8周期信號的傅里葉變換
4?8?1正、余弦信號的傅里葉變換
4?8?2單位沖激序列δT(t)的傅里葉變換
4?8?3一般周期函數(shù)的傅里葉變換
4?8?4傅里葉級數(shù)與傅里葉變換之間的關系
4?9*功率譜與能量譜
4?9?1能量譜
4?9?2功率譜
4?10LTI連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域分析
4?10?1頻率響應
4?10?2LTI連續(xù)時間系統(tǒng)頻率響應的計算
4?11信號的傳輸與濾波
4?11?1無失真?zhèn)鬏?br />
4?11?2信號的濾波與理想濾波器
4?12抽樣定理
4?12?1有關定義
4?12?2抽樣信號的頻譜
4?12?3時域抽樣定理
4?12?4頻域抽樣定理
4?13*希爾伯特變換
習題
第5章離散時間信號的傅里葉變換
5?1引言
5?2周期序列的離散傅里葉級數(shù)
5?3非周期序列的離散時間傅里葉變換及其性質(zhì)
5?3?1離散時間傅里葉變換
5?3?2常用信號的離散時間傅里葉變換
5?3?3離散時間傅里葉變換的性質(zhì)
5?4周期序列的離散時間傅里葉變換
5?5離散傅里葉變換及其性質(zhì)
5?5?1離散傅里葉變換(DFT)
5?5?2離散傅里葉變換的性質(zhì)
5?6LTI離散時間系統(tǒng)的頻域分析
習題
第6章拉普拉斯變換及連續(xù)系統(tǒng)的s域分析
6?1引言
6?2拉普拉斯變換
6?2?1拉普拉斯變換的定義
6?2?2拉普拉斯變換的收斂域
6?2?3拉普拉斯變換的零、極點表示
6?2?4拉普拉斯變換與傅里葉變換的關系
6?2?5常用信號的拉普拉斯變換
6?3拉普拉斯變換的性質(zhì)
6?4拉普拉斯反變換
6?4?1部分分式展開法
6?4?2留數(shù)定理法
6?5系統(tǒng)的s域分析
6?5?1用拉普拉斯變換法解微分方程
6?5?2用拉普拉斯變換法分析電路
6?5?3系統(tǒng)的s域框圖
6?6系統(tǒng)函數(shù)
6?6?1系統(tǒng)函數(shù)的定義
6?6?2系統(tǒng)函數(shù)的表示法
6?6?3系統(tǒng)函數(shù)與時域響應
6?6?4系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應
6?7連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其判定
6?8信號流圖
6?8?1信號流圖中的常用術語
6?8?2信號流圖的性質(zhì)
6?8?3信號流圖的化簡
6?8?4梅森(Mason)公式
習題
第7章Z變換及離散系統(tǒng)的z域分析
7?1引言
7?2Z變換
7?2?1Z變換的定義
7?2?2Z變換的收斂域
7?2?3Z變換的幾何表示――零、極點圖
7?2?4常用序列的Z變換
7?3Z變換的性質(zhì)
7?4Z反變換
7?4?1冪級數(shù)展開法(長除法)
7?4?2部分分式展開法
7?4?3留數(shù)定理法
7?5z域分析
7?5?1用Z變換法解差分方程
7?5?2系統(tǒng)的z域框圖
7?6系統(tǒng)函數(shù)
7?6?1系統(tǒng)函數(shù)的定義
7?6?2系統(tǒng)函數(shù)與時域響應
7?6?3系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應
7?7離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性及其判定
7?8傅里葉變換、拉普拉斯變換與Z變換的關系
習題
第8章系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析
8?1引言
8?2狀態(tài)變量與狀態(tài)方程
8?2?1狀態(tài)與狀態(tài)變量
8?2?2狀態(tài)方程與輸出方程
8?3狀態(tài)方程的建立
8?3?1連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立
8?3?2離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立
8?4狀態(tài)方程的時域解法
8?4?1連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的時域解法
8?4?2離散系統(tǒng)狀態(tài)方程的時域解法
8?5狀態(tài)方程的變換域解法
8?5?1用拉普拉斯變換法求解連續(xù)系統(tǒng)的狀態(tài)方程
8?5?2用Z變換法求解離散系統(tǒng)的狀態(tài)方程
8?6由狀態(tài)方程判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性
8?6?1系統(tǒng)函數(shù)矩陣H(s)與連續(xù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性
8?6?2系統(tǒng)函數(shù)矩陣H(z)與離散系統(tǒng)的穩(wěn)定性
8?7系統(tǒng)的可控性和可觀性
8?7?1狀態(tài)矢量的線性變換
8?7?2系統(tǒng)的可控制性
8?7?3系統(tǒng)的可觀測性
習題
第9章MATLAB在信號與系統(tǒng)中的應用
9?1引言
9?2信號的產(chǎn)生與運算
9?2?1常用信號的MATLAB表示
9?2?2用MATLAB實現(xiàn)信號的基本運算
9?3LTI連續(xù)時間系統(tǒng)的時域分析
9?4LTI離散時間系統(tǒng)的時域分析
9?5連續(xù)信號的頻譜分析及連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析
9?6LTI連續(xù)時間系統(tǒng)的s域分析
9?7LTI離散時間系統(tǒng)的z域分析
9?8系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析
附錄
附錄A常用數(shù)學表
附錄B常用連續(xù)信號的卷積積分
附錄C常用信號的卷積和
附錄D常用周期信號的傅里葉系數(shù)表
附錄E常用信號的傅里葉變換表
附錄F奇異信號的頻譜
附錄G常用右邊序列的Z變換表
附錄H常用左邊序列的Z變換表
習題答案
參考文獻