信号、系统与控制基础教程 9787040345834 高等教育出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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潘仲明 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040345834

商品编码：29417095489

包装：平装

出版时间：2012-07-01

基本信息

书名：信号、系统与控制基础教程

定价：40.70元

作者：潘仲明

出版社：高等教育出版社

出版日期：2012-07-01

ISBN：9787040345834

字数：

页码：406

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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《信号、系统与控制基础教程》详尽介绍了信号、系统与反馈控制理论的基础知识，主要内容包括：信号的傅里叶分析和采样定理，线性定常连续时间系统与离散时间系统的输入一输出模型，线性系统的稳定性概念，线性系统的时域、频域分析方法，模拟滤波器和数字滤波器的设计与实现，反馈控制原理与反馈控制系统的经典校正方法，线性系统的状态空间分析法与反馈控制系统的状态空间综合法等。全书选材精当，基本概念表述清晰、讲解透彻，公式推导过程严谨，例题切合工程实际，MATLAB算法程序简明易懂，符合工科学生的思维习惯和认识规律。
《信号、系统与控制基础教程》适合作为高等学校仪器仪表、机械工程、电气工程和自动化技术等专业的高年级本科生教材，也可供从事信号处理与控制理论研究的科技工作者参考。

目录

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作者介绍

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潘仲明，国防科技大学教授，博士生导师。毕业于国防科技大学精密仪器及机械专业，获博士学位。1999年1月至2000年3月作为国家公派访问学者，在美国Oakland大学电气与系统工程系进修，并从事多传感器数据融合技术和汽车安全防撞系统研究。曾主持和参加国家重大建设专项、国家自然科学基金项目、部委级科技基金项目和其他科研项目的研究工作，获国家科技进步二等奖、部委级科技进步一、二、三等奖8项，国家发明3项，军队育才银奖1次。出版研究生教材2部，本科教材1部，在国内外核心期刊和学术会议发表论文40余篇。

文摘

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序言

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第1章 信号、系统与控制的基本概念
1.1 信号
1.1.1 信号的大小
1.1.2 信号的分类
1.1.3 信号的基本处理方法
1.1.4 典型的信号模型
1.2 线性系统
1.2.1 系统分类
1.2.2 脉冲响应函数与卷积积分
1.2.3 线性系统的数学模型
1.3 自动控制系统
1.3.1 开环控制与闭环控制
1.3.2 信号调节器与控制器
本章小结
习题

第2章 连续时间信号的傅里叶分析
2.1 矢量空间与基函数
2.1.1 信号与矢量
2.1.2 信号的相似度及相关函数
2.1.3 基于正交函数系的信号表示方法
2.2 周期信号的频谱
2.2.1 三角傅里叶级数
2.2.2 指数傅里叶级数
2.3 非周期信号的频谱
2.3.1 傅里叶变换
2.3.2 傅里叶变换的性质
2.4 傅里叶变换的应用实例
2.4.1 信号通过线性定常系统
2.4.2 理想滤波器和实际滤波器
2.4.3 调制与解调
本章小结
习题

第3章 离散时间序列的傅里叶分析
3.1 采样定理
3.1.1 采样信号及其频谱
3.1.2 信号重构
3.1.3 频谱重构
3.2 离散时间序列
3.2.1 序列及其表示方法
3.2.2 几种常用序列
3.2.3 序列的基本运算
3.3 离散时间傅里叶变换
3.3.1 离散时间傅里叶变换的基本概念
3.3.2 离散时间傅里叶变换的对称性
3.3.3 离散时间傅里叶变换的性质
3.4 离散傅里叶变换
3.4.1 傅里叶变换的数值计算
3.4.2 离散傅里叶变换的性质
3.4.3 快速傅里叶变换算法
3.4.4 离散傅里叶变换的应用实例
本章小结
习题

第4章 线性系统的输入--输出模型
4.1 拉普拉斯变换
4.1.1 拉普拉斯变换的定义
4.1.2 拉普拉斯变换的性质
4.1.3 拉普拉斯逆变换的计算方法
4.2 连续时间系统的传递函数
4.2.1 传递函数
4.2.2 方框图模型
4.2.3 建立系统数学模型的示例
4.3 离散时间系统的脉冲传递函数
4.3.1 z变换的定义
4.3.2 z变换的主要性质
4.3.3 z逆变换的计算方法
4.3.4 脉冲传递函数
本章小结
习题

第5章 线性系统分析
5.1 连续时间系统的稳定性分析
5.1.1 稳定性与冲激响应
5.1.2 劳斯稳定判据
5.1 -3应用MATLAB分析系统的稳定性
5.2 连续时间系统的瞬态响应分析
5.2.1 一阶系统的响应
5.2.2 二阶系统的响应
5.2.3 高阶系统的瞬态响应特性
5.2.4 零、极点对瞬态响应特性的影响
5.3 连续时间系统的频率响应分析
5.3.1 系统的稳态响应
5.3.2 -阶和二阶系统的频率响应
5.3.3 高阶系统伯德图的绘制方法
5.3.4 利用MATLAB绘制频率响应曲线
5.3.5 小相位系统
5.4 离散时间系统分析
5.4.1 离散时间系统的响应序列
5.4.2 离散时间系统的稳定性分析
5.4.3 离散时间系统的零、极点分析
本章小结“
习题

第6章 线性滤波器设计
6.1 模拟滤波器的频率特性
6.1.1 零、极点分布对频率响应特性的影响
6.1.2 低通滤波器和高通滤波器
6.1.3 带通滤波器和带阻滤波器
6.1.4 实际滤波器的频率特性
6.2 原型滤波器设计
6.2.1 巴特沃斯低通滤波器
6.2.2 切比雪夫低通滤波器
6.2.3 椭圆低通滤波器
6.3 原型滤波器的频率变换
6.3.1 高通滤波器设计
6.3.2 带通滤波器设计
6.3.3 带阻滤波器设计
6.4 数字滤波器设计
6.4.1 IIR滤波器的间接设计方法
6.4.2 FIR滤波器的设计方法
6.4.3 数字滤波器的实现方法
本章小结
习题

第7章 反馈控制原理
7.1 反馈控制系统
7.1.1 反馈控制系统的基本概念
7.1.2 反馈控制系统的稳态误差
7.1.3 反馈控制理论的基本问题
7.2 根轨迹分析法
7.2.1 根轨迹的基本概念
7.2.2 连续反馈控制系统的根轨迹分析法
7.2.3 离散反馈控制系统的根轨迹分析法
7.3 奈奎斯特稳定判据
7.3.1 伯德图中的奈奎斯特稳定判据
……

第8章 反馈控制系统的校正方法
第9章 状态空间法
附录
参考文献

《现代通信原理与技术》 内容简介： 本书旨在系统地介绍现代通信领域的核心原理与关键技术，为读者构建一个全面而深入的理论框架。从信息论的基础概念出发，逐步剖析信号的生成、传输、处理与接收过程，涵盖了模拟通信与数字通信的基石，并深入探讨了现代通信系统面临的挑战与前沿发展。本书力求在严谨的数学推导与直观的物理意义之间取得平衡，辅以丰富的实例和习题，帮助读者掌握通信系统的设计、分析与优化方法。 第一部分：信息与信号的本质 本部分将从信息论的视角出发，为读者揭示通信的根本目的。我们将首先介绍信息的度量单位——比特，以及熵的概念，理解信息的不确定性与包含的信息量之间的关系。信息源模型，如离散信源和连续信源，将帮助我们理解信息的统计特性。 接着，我们将深入探讨信号的数学描述。周期信号和非周期信号的傅里叶级数和傅里叶变换是理解信号频谱的关键工具，它们揭示了信号在频率域的分布特性。能量信号与功率信号的划分，以及它们的能量和功率谱密度，为我们量化信号的能量和功率提供了理论基础。信号的采样定理，即奈奎斯特-香农采样定理，是数字通信的基石，它规定了将连续信号离散化的必要条件，确保了信息的无失真恢复。我们还将讨论采样过程中的量化和编码，这是将模拟信号转化为数字信号的两个关键步骤，涉及到量化误差和编码效率的权衡。 第二部分：模拟通信系统 模拟通信是通信发展的早期阶段，但其基本原理在许多领域仍然具有重要意义。本部分将详细介绍各种模拟调制技术，包括调幅（AM）、调频（FM）和调相（PM）。我们将分析这些调制方式的原理，研究它们的频谱特性，并讨论它们的优缺点。例如，调幅由于其实现简单而广泛应用于广播，但其抗噪声能力较差；调频虽然实现相对复杂，但具有更好的抗噪声性能，适用于高质量音频传输。 在分析调制技术的同时，我们还将重点关注通信系统中噪声的影响。热噪声、散粒噪声等是模拟通信系统中最常见的噪声源。我们将学习如何分析噪声对信号的影响，并介绍一些基本的抗噪声技术，如滤波。接收机的设计是模拟通信系统的重要组成部分，我们将介绍不同类型的接收机，以及它们在信号解调和噪声抑制方面的性能。 第三部分：数字通信系统的基石 数字通信是现代通信系统的核心，它具有抗噪声能力强、信息传输准确、易于处理和存储等优点。本部分将深入剖析数字通信系统的各个环节。 1. 信道编码（Channel Coding）： 为了提高数据传输的可靠性，防止噪声和干扰造成的错误，信道编码技术至关重要。我们将介绍纠错码的基本原理，如海明码、卷积码和Turbo码。这些编码方式通过在原始数据中添加冗余信息，使得接收端能够检测甚至纠正传输过程中产生的错误。我们将分析不同编码方案的编码率、纠错能力和复杂度，并讨论其在实际应用中的选择。 2. 源编码（Source Coding）： 源编码的目标是去除信息中的冗余，压缩数据量，从而提高传输效率。我们将介绍无损编码（如霍夫曼编码、算术编码）和有损编码（如JPEG、MP3编码）。霍夫曼编码通过为出现频率高的符号分配较短的码字，实现高效压缩。算术编码则能获得更高的压缩比，但实现相对复杂。对于图像和音频等信号，有损编码通过牺牲部分信息来达到更高的压缩率，但要保证感知上的失真在可接受范围内。 3. 数字调制与解调（Digital Modulation and Demodulation）： 将数字比特流转换成适合在物理信道上传输的信号是数字调制的核心任务。我们将详细介绍各种数字调制方式，包括幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）和正交幅度调制（QAM）。例如，PSK通过改变载波信号的相位来表示数字信息，是最常用的数字调制技术之一。QAM则结合了幅度和相位调制，能够传输更高的数据速率。我们将分析这些调制方式的星座图、功率谱密度和误码率性能，以及它们在不同信道条件下的适用性。 4. 信道模型（Channel Models）： 实际通信信道并非理想的，它们会引入衰落、噪声和干扰。我们将介绍几种典型的信道模型，如加性高斯白噪声（AWGN）信道、瑞利衰落信道和莱斯衰落信道。这些模型能够描述信道对信号的影响，为通信系统的性能分析提供依据。 5. 同步技术（Synchronization Techniques）： 在数字通信系统中，接收端需要精确地知道信号的起始、时钟相位和载波频率，以正确地解调信号。我们将探讨载波同步和定时同步的重要性，并介绍一些常用的同步算法，如PLL（锁相环）和ML（最大似然）估计。 第四部分：多用户通信与现代网络 随着通信需求的不断增长，多用户共享通信资源成为必然。本部分将探讨多用户通信技术，以及它们在现代通信网络中的应用。 1. 多址技术（Multiple Access Techniques）： 为了允许多个用户同时使用同一个通信信道，需要采用多址技术。我们将详细介绍频分多址（FDMA）、时分多址（TDMA）、码分多址（CDMA）和正交频分多址（OFDMA）。FDMA将频带划分为多个子频带分配给不同用户；TDMA将时域划分为多个时隙分配给不同用户；CDMA允许所有用户在同一频段、同一时间共享信道，通过不同的扩频码区分用户；OFDMA是4G和5G移动通信的核心技术，它将整个频带划分为大量的正交子载波，提高频谱利用率。 2. 多天线技术（MIMO - Multiple-Input Multiple-Output）： MIMO技术利用多个发射天线和多个接收天线来提高通信系统的吞吐量和可靠性。我们将介绍空间复用、分集和波束形成等MIMO技术，以及它们如何利用空间维度来增强通信性能。 3. 移动通信系统（Mobile Communication Systems）： 从早期的2G到如今的5G，移动通信技术经历了飞速发展。我们将简要介绍蜂窝移动通信的基本架构，包括基站、移动交换中心等，并讨论不同代际移动通信技术的演进，如GSM、CDMA2000、LTE和5G NR。我们将探讨5G在更高数据速率、更低延迟和更大连接数方面的突破性进展，以及其在物联网、自动驾驶等领域的应用前景。 4. 无线网络基础（Wireless Network Fundamentals）： 本部分将介绍无线局域网（WLAN）和蓝牙等短距离无线通信技术的原理和应用。我们将探讨Wi-Fi标准的演进，以及蓝牙在设备互联中的作用。 第五部分：信息安全与前沿展望 在信息爆炸的时代，信息安全问题日益突出。本部分将触及通信领域的信息安全基础，并展望未来的发展方向。 1. 通信安全基础（Basics of Communication Security）： 我们将介绍加密、解密、数字签名等基本密码学概念，以及它们在保护通信内容、验证身份和确保数据完整性方面的作用。 2. 软件定义通信（SDN - Software-Defined Networking）与网络功能虚拟化（NFV - Network Functions Virtualization）： SDN和NFV是重塑通信网络架构的关键技术。SDN将网络控制平面与数据平面分离，使得网络更加灵活和可编程。NFV则将传统的硬件网络功能（如防火墙、路由器）转化为软件，运行在通用硬件上，大大降低了部署成本和提高了灵活性。 3. 人工智能在通信中的应用（AI in Communications）： 人工智能正深刻地改变着通信领域。我们将探讨AI在网络优化、故障诊断、智能调度、信道估计等方面的应用，以及AI如何赋能下一代通信系统。 4. 未来通信技术展望（Future Communication Technologies）： 本部分将对未来通信技术进行展望，包括6G通信的概念、太赫兹通信、量子通信的潜在应用、卫星互联网的发展趋势等，为读者描绘通信技术的未来图景。 本书的内容结构严谨，逻辑清晰，理论与实践相结合，旨在培养读者分析问题、解决问题的能力，为他们在通信领域的深入学习和研究打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我之前一直对信号处理方面的东西很感兴趣，但总是找不到一本合适的入门书。市面上很多书要么太理论化，要么太偏重于某个具体应用领域。这本书的出现，可以说是恰好填补了我的需求。它在内容的广度和深度上都做得相当不错，既涵盖了信号和系统的基本理论，又对控制的基本原理做了介绍。最让我惊喜的是，它在讲解一些经典算法的时候，会给出不同方法的比较和优缺点分析，这一点对于理解算法的精髓非常有帮助。比如在讲滤波器设计的时候，它会对比巴特沃斯、切比雪夫等不同类型的滤波器，并解释它们在频率响应和相位响应上的差异。这种多角度的讲解方式，能够帮助读者更全面地理解问题。而且，书中的公式推导清晰明了，关键步骤都有详细的注释，即使是复杂的推导过程，也能让人一步步跟着理解。我感觉自己不只是在被动地接受知识，而是在主动地学习和探索。

评分☆☆☆☆☆

这本书我读了有段时间了，感觉收获挺大的，尤其是对于我这种初次接触这个领域的学生来说。它不像有些书那样上来就讲一大堆复杂的数学公式，而是循序渐进，从最基本概念讲起，比如信号的分类、系统是怎么工作的，还有各种基本的数学工具。最让我印象深刻的是，作者经常会用一些生活中的例子来解释抽象的理论，比如用声音的频率来类比信号的频谱，用水龙头控制水流来比喻反馈控制。这样的讲解方式大大降低了学习难度，让我觉得这些理论并不是高高在上、遥不可及的，而是与我们生活息息相关的。而且，书里的图示非常清晰，很多复杂的原理通过图示一下子就明白了，这一点对于理解抽象的概念来说是至关重要的。章节之间的过渡也很自然，不会让人感觉断层，读起来很流畅。虽然书名里有“控制”两个字，但它并没有把控制理论讲得特别深入，更多的是一个入门的介绍，为以后更深入的学习打下了基础。总体来说，我觉得这本书作为入门教材是非常合格的，适合所有想要了解信号、系统和控制的初学者。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙述风格非常吸引人，它不像一些学术著作那样枯燥乏味，而是充满了智慧和启发性。作者在讲解过程中，总是能巧妙地将枯燥的数学模型与直观的物理意义联系起来，让读者在理解数学公式的同时，也能体会到其背后的物理含义。这一点对于我这种更偏向于感性思维的学习者来说，简直是福音。我记得有一个章节讲到离散时间系统，作者用了一个非常生动的比喻来解释卷积的概念，让我一下子就豁然开朗。那种“醍醐灌顶”的感觉，是在很多其他书籍中学不到的。此外，书中还穿插了一些关于信号、系统和控制在实际工程中的应用案例，虽然没有深入探讨，但足以让我感受到这些理论的魅力和价值。这让我觉得，学习这些知识不仅仅是为了应付考试，更是为了能够更好地理解和改造我们所处的世界。

评分☆☆☆☆☆

说实话，拿到这本书的时候，我并没有抱太大的期望，以为就是一本普通的教科书，填鸭式的知识灌输。但读着读着，我发现自己错了。这本书最大的亮点在于它的“实践性”。作者并没有止步于理论的讲解，而是穿插了大量的案例分析和习题，而且这些习题的难度设计得非常合理，既能检验我们对知识的掌握程度，又不至于让我们感到挫败。我尤其喜欢书里那些“挑战性思考”的部分，它们会引导你去思考更深层次的问题，激发你的批判性思维。有时候，我会对着一个问题琢磨半天，然后发现书里给出的解答思路完全出乎我的意料，但又合情合理。这种感觉就像是在解谜，每一次成功的解题都带来很大的成就感。此外，书的排版也很舒服，字体大小适中，行间距合理，长时间阅读也不会觉得眼睛疲劳。虽然我不是这方面的专业人士，但通过这本书，我确实对信号、系统和控制有了一个全新的认识，觉得它们在很多现代技术中都扮演着至关重要的角色。

评分☆☆☆☆☆

作为一本“基础教程”，这本书确实做到了“基础”。它没有一开始就抛出过于复杂的数学工具，而是从最容易理解的方面入手，逐步引导读者深入。我尤其喜欢书里关于“系统”的讲解，它从输入-输出的角度，清晰地解释了系统的概念，以及不同系统（线性、时不变、因果等）的特性。这为我理解后续更复杂的信号处理和控制理论打下了坚实的基础。而且，书中的很多例子都是非常贴近实际的，比如分析一个简单的RC电路，或者介绍一个PID控制器的工作原理。这些具体的例子，让我能够更直观地感受到理论的实际应用，也让我对未来的学习充满了期待。尽管作为一本教程，它可能无法涵盖所有前沿的研究进展，但对于希望建立扎实基础的读者来说，这本书绝对是一个极好的起点。