本書廣泛吸收了國內外教材的精華,尤其是吸收了國外優(yōu)秀教材的優(yōu)秀內容,注重嚴謹性、系統性、邏輯性和實用性,通過課程的學習,能使讀者站在更高的高度,有更寬的視野和更多的手段來分析和解決工程實際問題。通過該課程的學習,可以使電路理論得到升華,為數字信號處理的學習奠定基礎,為后續(xù)小波變換、S變換、時頻分析等現代信號處理理論的學習提供支撐。由于課程與控制理論緊密相關,因此課程內容的學習有利于控制理論的掌握。本書介紹連續(xù)時間信號,離散時間信號,信號的變換(時域到時域,時域到頻域,時域到復頻域),系統的性質,系統的建模(微分方程、差分方程),系統的求解(時域求解、變換域求解、狀態(tài)方程求解),系統的穩(wěn)定性分析,濾波器等。本書共九章,除傳統的信號與系統內容外,還涉及DTFT、DFT、FFT等數字信號處理內容,以及系統的狀態(tài)變量分析法。教材適用讀者廣泛,可作為電子信息、電氣工程、自動控制、物理、生物醫(yī)學、精密儀器、機械工程、計算機等專業(yè)本科生的教材或教學參考書,也可作為考研學習資料,同時也可供廣大科技人員、工程技術人員學習參考。
作者從事信號與系統教學多年,長期使用國外優(yōu)秀教材,廣泛吸收了國內外教材的精華,尤其是吸收了國外優(yōu)秀教材的優(yōu)秀內容,具有嚴謹性、系統性、邏輯性和實用性等特點。書中有些優(yōu)秀內容和分析方法在國內教材中未有體現。
信號與系統是電子信息、電氣工程、自動化、光電工程、物理、生物醫(yī)學、精密儀器、計算機、機械等多學科的重要基礎課程,其應用領城十分廣泛,幾乎遍及電類及非電類的各個工程技術學科。
為了適應時代的發(fā)展要求,作者編寫了信號與系統新工科教材。課程的主要內容包括以下9章。
第1章:信號與系統的基本概念,包括:連續(xù)時間信號、離散時間信號、信號的分類系統的建模與描述、系統的性質。
第2章:線性時不變系統時域分析,包括:連續(xù)時間系統時域分析微分方程求解、單位沖激響應與單位階躍響應、連續(xù)時間系統的卷積描述和卷積積分、離散時間系統時域分析差分方程求解、離散時間系統的單位脈沖響應與單位階躍響應、離散時間系統的卷積描述和卷積和。
第3章:傅里葉級數與傅里葉變換,包括:三角傅里葉級數、復指數傅里葉級數、傅里葉變換與反變換傅里葉變換的性質、廣義傅里葉變換、信號的抽樣與抽樣定理、信號的調制與解調。
第4章:連續(xù)時間系統的頻域分析,包括:系統的頻率響應函數、系統的正弦輸人信號響應,系統的周期輸人信號響應、系統的非周期輸人信號響應、理想濾波器、系統的無失真?zhèn)鬏敆l件、理想線性相位低通濾波器。
第5章:離散時間信號的傅里葉分析.包括:離散時間傅里葉變換(DTFT)、離散傅里葉變換(DFT)、DFT的性質、圓周卷積、DFT的計算誤差、快速傅里葉變換(FFT)。
第6章:離散時間系統的傅里葉分析,包括:離散時間系統的頻率響應函數、系統對正弦輸人信號的響應、理想低通數字濾波器、因果低通數字濾波器。
第7章:拉普拉斯變換和連續(xù)時間系統復頻域分析.包括:連續(xù)時間信號的拉普拉斯變換、拉普拉斯變換的性質、反拉普拉斯變換、系統函數.系統的頻率響應、系統的正弦穩(wěn)態(tài)響應、系統的穩(wěn)定性分析電路系統的復頻域分析。
第8章:離散時間信號與系統z域分析.包括:離散時間信號z變換、z變換的性質、逆z變換、差分方程的z域求解、系統函數、系統的頻率響應.系統的正弦穩(wěn)態(tài)響應、系統的穩(wěn)定性分析。
第9章:系統分析的狀態(tài)變量法,包括:連續(xù)時間系統狀態(tài)方程的建立、離散時間系統狀態(tài)方程的建立、狀態(tài)方程的求解、系統的可控性與可觀性。
本書為配合信號與系統的教學和練習而編寫,對信號與系統的主要內容做了歸納與總結,給出了解題指導、典型例題與習題解答。習題解答對應于李開成編寫、華中科技大學出版社出版的新工科暨卓越工程師教育培養(yǎng)計劃電子信息類專業(yè)系列教材《信號與系統》,習題解答內容涵蓋教材所述內容。
本書在編寫過程中充分吸收了國內外優(yōu)秀教材的精華,注重嚴謹性,系統性、邏料性以及解決問題方法的多樣性。供信號與系統教學和練習輔導參考,也可作為考研復習資料。由于編者水平有限,書中可能存在諸多問題或不足,敬請讀者批評指正。
李開成,男,1962年2月出生,教授,博士,博士生導師,現任中國儀器儀表學會電磁測量與信息處理分會理事,南方九省電工理論學會常務理事,中國電機工程學會高級會員。主要從事電磁測量及儀器、電子式互感器、電能質量分析與控制等方面的教學和科研工作。主持國家自然科學基金等科研項目40余項,在國內外權威刊物發(fā)表研究論文100余篇,獲省部級科技進步二等獎二項,三等獎三項,專利9項。
1 信號與系統的基本概念
1.1 信號的分類
1.2 典型連續(xù)時間信號
1.3 信號在時域的運算
1.4 信號在時域的變換
1.5 離散時間信號的定義與表示
1.6 基本離散時間信號
1.7 系統的定義與分類
1.8 系統的建模與描述
1.9 系統的性質
2 線性時不變系統時域分析
2.1 連續(xù)時間系統的時域分析
2.2 連續(xù)時間系統卷積分析
2.3 離散時間系統的時域分析
2.4 離散時間系統卷積分析法
3 傅里葉級數與傅里葉變換
3.1 周期信號的傅里葉級數
3.2 傅里葉變換
3.3 抽樣信號的傅里葉變換與抽樣定理
4 連續(xù)時間系統的頻域分析
5 離散時間信號的傅里葉分析
5.1 離散時間傅里葉變換
5.2 離散傅里葉變換
5.3 快速傅里葉變換
6 離散時間系統的傅里葉分析
6.1 離散時間系統的頻率響應函數
6.2 系統對正弦輸人信號的響應
6.3 滑動平均濾波器
6.4 理想低通數字濾波器
6.5 理想低通濾波器的單位脈沖響應
6.6 因果低通數字濾波器
7 拉普拉斯變換和連續(xù)時間系統復頻域分析
7.1 拉普拉斯變換
7.2 典型信號的拉普拉斯變換
7.3 拉普拉斯變換的基本性質
7.4 拉普拉斯反變換
7.5 微分方程的拉普拉斯變換
7.6 系統函數
7.7 系統的穩(wěn)定性分析
7.8 電路系統的復頻域分析
8 離散時間信號與系統z域分析
8.1 離散時間信號z變換
8.2 逆z變換
8.3 差分方程的z域求解
8.4 系統函數
9 系統分析的狀態(tài)變量法
9.1 狀態(tài)變量法基本概念
9.2 連續(xù)時間系統狀態(tài)方程的建立
9.3 離散時間系統狀態(tài)方程的建立
9.4 連續(xù)時間系統狀態(tài)方程的求解
9.5 離散時間系統狀態(tài)方程的求解
9.6 系統的可控性與可觀性
參考書籍