《信號與系統(tǒng)/普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材》主要闡述確定性信號的時域分析和變換域分析,線性時不變系統(tǒng)的描述、性質以及信號通過線性時不變系統(tǒng)的時域分析和變換域分析,同時信號與系統(tǒng)的分析中引入了MATIAB仿真工具。本教材采用連續(xù)和離散并行、先時域后變換域的體系結構,全面系統(tǒng)地論述了信號與系統(tǒng)的基本概念、基本理論和基本分析方法,主要內容包括信號與系統(tǒng)概述,連續(xù)系統(tǒng)的時域分析,離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析,時間信號與系統(tǒng)的頻域分析,連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的復頻域分析,離散時間信號與系統(tǒng)的復頻域分析和系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析。
《信號與系統(tǒng)/普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材》可作為高等學校電子信息工程、通信工程、計算機科學與技術、光電信息工程、測控技術與儀器、物聯(lián)網(wǎng)工程及自動化等專業(yè)“信號與系統(tǒng)”課程的教材,也可供相關科技工作者自學參考使用。
第1章 信號與系統(tǒng)概述
1.1 信號與系統(tǒng)基本概念
1.1.1 信號基本概念
1.1.2 系統(tǒng)基本概念
1.2 連續(xù)時間信號及分類
1.2.1 確定性信號和隨機信號
1.2.2 連續(xù)和分段連續(xù)時間信號
1.2.3 實信號與復信號
1.2.4 周期信號與非周期信號
1.2.5 能量信號和功率信號
1.2.6 MATLAB實現(xiàn)常見標準信號波形
1.3 連續(xù)時間信號的基本運算
1.3.1 信號的加、減、乘運算
1.3.2 信號的時間變換運算
1.3.3 尺度變換(橫坐標展縮)
1.3.4 微分與積分運算
1.3.5 MATLAB實現(xiàn)信號的時域運算和變換
1.4 奇異信號
1.4.1 階躍函數(shù)
1.4.2 沖激函數(shù)
1.5 連續(xù)系統(tǒng)描述方法
1.5.1 系統(tǒng)的解析描述——建立微分方程
1.5.2 系統(tǒng)的框圖描述——物理模型
1.6 系統(tǒng)的分類及性質
1.6.1 連續(xù)系統(tǒng)與離散系統(tǒng)
1.6.2 動態(tài)系統(tǒng)與即時系統(tǒng)
1.6.3 線性系統(tǒng)與非線性系統(tǒng)
1.6.4 時不變系統(tǒng)與時變系統(tǒng)
1.6.5 因果系統(tǒng)與非因果系統(tǒng)
1.6.6 穩(wěn)定系統(tǒng)與不穩(wěn)定系統(tǒng)
1.6.7 Im系統(tǒng)的微分特性和積分特性
*1.7 LTI系統(tǒng)分析概述
本章小結
習題
第2章 連續(xù)系統(tǒng)的時域分析
2.1 LTI連續(xù)系統(tǒng)的全響應
2.1.1 微分方程的形式與全響應
2.1.2 0一和0+初始值
2.2 LTI連續(xù)系統(tǒng)的零輸入響應和零狀態(tài)響應
2.3 系統(tǒng)的單位沖激響應和單位階躍響應及其求解
2.3.1 單位沖激響應
2.3.2 單位階躍響應
2.4 LTI連續(xù)系統(tǒng)時域分析的MAⅡAB實現(xiàn)
2.4.1 用MATTJAB實現(xiàn)LTI連續(xù)系統(tǒng)的時域波形仿真
2.4.2 用MATLAB實現(xiàn)LTI連續(xù)系統(tǒng)的沖激響應
2.4.3 用MATLAB實現(xiàn)LTl連續(xù)系統(tǒng)的單位階躍響應
2.5 卷積積分
2.5.1 卷積積分的概念
2.5.2 卷積積分的圖解法
2.5.3 卷積積分的性質
2.5.4 用MATLAB實現(xiàn)卷積積分
本章小結
習題二
第3章 離散時間信號與系統(tǒng)的時域分析
3.1 離散時間信號
3.1.1 離散時間信號
3.1.2 常用離散信號
3.1.3 離散信號的基本運算
3.1.4 基于MATIJAB的離散信號分析
3.2 離散時間系統(tǒng)
3.2.1 離散時間系統(tǒng)的描述
3.2.2 差分方程的求解
3.2.3 零輸入響應和零狀態(tài)響應
3.2.4 單位脈沖響應h(n)
3.2.5 基于MATLAB的離散系統(tǒng)分析
3.3 離散系統(tǒng)的零狀態(tài)響應一卷積和
3.3.1 卷積和的定義
3.3.2 卷積和的解法
3.3.3 卷積和的性質
3.3.4 MATLAB求解卷積和
3.4 離散LTI系統(tǒng)因果性與穩(wěn)定性的判斷
本章小結
習題三
第4章 時間信號和系統(tǒng)的頻域分析
4.1 連續(xù)時間周期信號的頻譜分析——傅里葉級數(shù)
4.1.1 三角形式的傅里葉級數(shù)
4.1.2 指數(shù)形式的傅里葉級數(shù)
4.1.3 傅里葉級數(shù)的MATLAB仿真
4.1.4 傅里葉系數(shù)
4.2 周期信號的頻譜
4.2.1 典型周期信號的頻譜
4.2.2 周期信號頻譜的MATLAB實現(xiàn)
4.3 連續(xù)時間非周期信號的頻譜——傅里葉變換
4.3.1 連續(xù)時間信號的傅里葉變換
4.3.2 典型非周期信號的頻譜
4.3.3 傅里葉變換的MATLAB實現(xiàn)
4.4 傅里葉變換的性質
4.5 抽樣定理
4.5.1 信號的抽樣
4.5.2 信號時域抽樣的MATLAB實現(xiàn)
4.5.3 時域抽樣定理
4.5.4 信號的頻域抽樣
4.6 LTI系統(tǒng)的頻域分析
4.6.1 頻率響應
4.6.2 連續(xù)周期信號通過系統(tǒng)響應的頻域分析
4.6.3 無失真?zhèn)鬏?br />
4.6.4 理想低通濾波器
4.6.5 利用MATIJAB分析連續(xù)時間系統(tǒng)的頻域特性
4.7 離散時間信號的頻域分析
4.7.1 周期序列的離散時間傅里葉級數(shù)(DFs)
4.7.2 非周期序列的離散時間傅里葉變換(DTFT)
本章小結
習題四
第5章 連續(xù)時間信號與系統(tǒng)的復頻域分析
5.1 拉普拉斯變換
5.1.1 從傅里葉變換到拉普拉斯變換
5.1.2 收斂域
5.1.3 單邊拉普拉斯變換
5.1.4 常用信號的拉普拉斯變換
5.1.5 拉普拉斯變換的MATLAB實現(xiàn)
5.2 拉普拉斯變換的基本性質
5.3 逆變換
5.3.1 部分分式展開法
5.3.2 結論與性質法
5.3.3 拉普拉斯逆變換的MATLAB實現(xiàn)
5.4 拉普拉斯變換與傅里葉變換的關系
5.5 系統(tǒng)的復頻域分析
5.5.1 拉普拉斯變換解微分方程
5.5.2 系統(tǒng)的s域框圖
5.5.3 電路的s域模型
5.6 系統(tǒng)函數(shù)
5.6.1 系統(tǒng)函數(shù)的概念
5.6.2 互聯(lián)系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)
5.6.3 基于MATLAB的系統(tǒng)函數(shù)求解
5.7 系統(tǒng)函數(shù)的分析
5.7.1 系統(tǒng)函數(shù)的零極點
5.7.2 系統(tǒng)函數(shù)與單位沖激響應
5.7.3 系統(tǒng)函數(shù)與頻率響應
5.7.4 因果性
5.7.5 穩(wěn)定性
5.7.6 基于MATLAB的系統(tǒng)函數(shù)分析
本章小結
習題五
第6章 離散時間信號與系統(tǒng)的復頻域分析.
6.1 Z變換的定義與收斂域
6.1.1 Z變換的定義
6.1.2 序列特性對收斂域的影響
6.2 逆Z變換
6.2.1 留數(shù)法
6.2.2 部分分式法
6.2.3 MATLAB實現(xiàn)信號的z變換和逆z變換
6.3 Z變換的性質
6.4 拉普拉斯變換、傅里葉變換與z變換的關系
6.4.1 Z變換和拉普拉斯變換的聯(lián)系
6.4.2 Z變換與傅里葉變換的聯(lián)系
6.5 利用Z變換解差分方程
6.5.1 零輸入響應的求解
6.5.2 零狀態(tài)響應的求解
6.5.3 離散系統(tǒng)的系統(tǒng)函數(shù)
6.6 系統(tǒng)的零、極點分布對系統(tǒng)特性的影響
6.6.1 系統(tǒng)的極點分布對離散系統(tǒng)因果穩(wěn)定性的影響
6.6.2 系統(tǒng)的極、零點分布對系統(tǒng)頻率響應特性的影響
6.6.3 用MATLAB實現(xiàn)求系統(tǒng)的頻率響應函數(shù)及系統(tǒng)的零極點
本章小結
習題六
第7章 系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析
7.1 狀態(tài)變量和狀態(tài)方程
7.1.1 系統(tǒng)的狀態(tài)和狀態(tài)變量的概念
7.1.2 狀態(tài)方程和輸出方程
7.2 狀態(tài)方程的建立
7.2.1 連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立
7.2.2 離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立
7.3 連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解
7.3.1 連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的時域解法
7.3.2 連續(xù)時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的s域解法
7.4 離散時間系統(tǒng)狀態(tài)方程的求解
7.4.1 時域解法
7.4.2 Z變換解法
7.5 狀態(tài)矢量的線性變換及系統(tǒng)的穩(wěn)定性
7.5.1 狀態(tài)矢量的線性變換
7.5.2 由狀態(tài)方程判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性
7.6 系統(tǒng)的可控制性和可觀測性
7.6.1 系統(tǒng)的可控制性
7.6.2 系統(tǒng)的可觀測性
本章小結
習題七
部分習題答案
參考文獻