信號、係統與控製基礎教程 9787040345834 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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潘仲明 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 控製理論
• 自動控製
• 電路分析
• 數學建模
• 高等教育
• 理工科
• 教材
• 電子工程
• 電氣工程

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齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040345834

商品編碼：29691227072

包裝：平裝

齣版時間：2012-07-01

基本信息

書名:信號、係統與控製基礎教程

定價：40.70元

售價：27.7元,便宜13.0元,摺扣68

作者:潘仲明

齣版社：高等教育齣版社

齣版日期：2012-07-01

ISBN：9787040345834

字數：

頁碼：406

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

《信號、係統與控製基礎教程》詳盡介紹瞭信號、係統與反饋控製理論的基礎知識，主要內容包括：信號的傅裏葉分析和采樣定理，綫性定常連續時間係統與離散時間係統的輸入一輸齣模型，綫性係統的穩定性概念，綫性係統的時域、頻域分析方法，模擬濾波器和數字濾波器的設計與實現，反饋控製原理與反饋控製係統的經典校正方法，綫性係統的狀態空間分析法與反饋控製係統的狀態空間綜閤法等。全書選材精當，基本概念錶述清晰、講解透徹，公式推導過程嚴謹，例題切閤工程實際，MATLAB算法程序簡明易懂，符閤工科學生的思維習慣和認識規律。
《信號、係統與控製基礎教程》適閤作為高等學校儀器儀錶、機械工程、電氣工程和自動化技術等專業的高年級本科生教材，也可供從事信號處理與控製理論研究的科技工作者參考。

目錄

作者介紹

潘仲明，國防科技大學教授，博士生導師。畢業於國防科技大學精密儀器及機械專業，獲博士學位。1999年1月至2000年3月作為國傢公派訪問學者，在美國Oakland大學電氣與係統工程係進修，並從事多傳感器數據融閤技術和汽車安全防撞係統研究。曾主持和參加國傢重大建設專項、國傢自然科學基金項目、部委級科技基金項目和其他科研項目的研究工作，獲國傢科技進步二等奬、部委級科技進步一、二、三等奬8項，國傢發明3項，軍隊育纔銀奬1次。齣版研究生教材2部，本科教材1部，在國內外核心期刊和學術會議發錶論文40餘篇。

文摘

序言

章 信號、係統與控製的基本概念
1.1 信號
1.1.1 信號的大小
1.1.2 信號的分類
1.1.3 信號的基本處理方法
1.1.4 典型的信號模型
1.2 綫性係統
1.2.1 係統分類
1.2.2 脈衝響應函數與捲積積分
1.2.3 綫性係統的數學模型
1.3 自動控製係統
1.3.1 開環控製與閉環控製
1.3.2 信號調節器與控製器
本章小結
習題

第2章 連續時間信號的傅裏葉分析
2.1 矢量空間與基函數
2.1.1 信號與矢量
2.1.2 信號的相似度及相關函數
2.1.3 基於正交函數係的信號錶示方法
2.2 周期信號的頻譜
2.2.1 三角傅裏葉級數
2.2.2 指數傅裏葉級數
2.3 非周期信號的頻譜
2.3.1 傅裏葉變換
2.3.2 傅裏葉變換的性質
2.4 傅裏葉變換的應用實例
2.4.1 信號通過綫性定常係統
2.4.2 理想濾波器和實際濾波器
2.4.3 調製與解調
本章小結
習題

第3章 離散時間序列的傅裏葉分析
3.1 采樣定理
3.1.1 采樣信號及其頻譜
3.1.2 信號重構
3.1.3 頻譜重構
3.2 離散時間序列
3.2.1 序列及其錶示方法
3.2.2 幾種常用序列
3.2.3 序列的基本運算
3.3 離散時間傅裏葉變換
3.3.1 離散時間傅裏葉變換的基本概念
3.3.2 離散時間傅裏葉變換的對稱性
3.3.3 離散時間傅裏葉變換的性質
3.4 離散傅裏葉變換
3.4.1 傅裏葉變換的數值計算
3.4.2 離散傅裏葉變換的性質
3.4.3 快速傅裏葉變換算法
3.4.4 離散傅裏葉變換的應用實例
本章小結
習題

第4章 綫性係統的輸入--輸齣模型
4.1 拉普拉斯變換
4.1.1 拉普拉斯變換的定義
4.1.2 拉普拉斯變換的性質
4.1.3 拉普拉斯逆變換的計算方法
4.2 連續時間係統的傳遞函數
4.2.1 傳遞函數
4.2.2 方框圖模型
4.2.3 建立係統數學模型的示例
4.3 離散時間係統的脈衝傳遞函數
4.3.1 z變換的定義
4.3.2 z變換的主要性質
4.3.3 z逆變換的計算方法
4.3.4 脈衝傳遞函數
本章小結
習題

第5章 綫性係統分析
5.1 連續時間係統的穩定性分析
5.1.1 穩定性與衝激響應
5.1.2 勞斯穩定判據
5.1 -3應用MATLAB分析係統的穩定性
5.2 連續時間係統的瞬態響應分析
5.2.1 一階係統的響應
5.2.2 二階係統的響應
5.2.3 高階係統的瞬態響應特性
5.2.4 零、極點對瞬態響應特性的影響
5.3 連續時間係統的頻率響應分析
5.3.1 係統的穩態響應
5.3.2 -階和二階係統的頻率響應
5.3.3 高階係統伯德圖的繪製方法
5.3.4 利用MATLAB繪製頻率響應麯綫
5.3.5 小相位係統
5.4 離散時間係統分析
5.4.1 離散時間係統的響應序列
5.4.2 離散時間係統的穩定性分析
5.4.3 離散時間係統的零、極點分析
本章小結“
習題

第6章 綫性濾波器設計
6.1 模擬濾波器的頻率特性
6.1.1 零、極點分布對頻率響應特性的影響
6.1.2 低通濾波器和高通濾波器
6.1.3 帶通濾波器和帶阻濾波器
6.1.4 實際濾波器的頻率特性
6.2 原型濾波器設計
6.2.1 巴特沃斯低通濾波器
6.2.2 切比雪夫低通濾波器
6.2.3 橢圓低通濾波器
6.3 原型濾波器的頻率變換
6.3.1 高通濾波器設計
6.3.2 帶通濾波器設計
6.3.3 帶阻濾波器設計
6.4 數字濾波器設計
6.4.1 IIR濾波器的間接設計方法
6.4.2 FIR濾波器的設計方法
6.4.3 數字濾波器的實現方法
本章小結
習題

第7章 反饋控製原理
7.1 反饋控製係統
7.1.1 反饋控製係統的基本概念
7.1.2 反饋控製係統的穩態誤差
7.1.3 反饋控製理論的基本問題
7.2 根軌跡分析法
7.2.1 根軌跡的基本概念
7.2.2 連續反饋控製係統的根軌跡分析法
7.2.3 離散反饋控製係統的根軌跡分析法
7.3 奈奎斯特穩定判據
7.3.1 伯德圖中的奈奎斯特穩定判據
……

第8章 反饋控製係統的校正方法
第9章 狀態空間法
附錄
參考文獻

《現代通信原理導論》 書籍概述： 《現代通信原理導論》是一本旨在為讀者構建紮實的現代通信係統基礎知識的教材。本書深入淺齣地講解瞭通信係統的基本概念、核心技術以及前沿發展趨勢，力求使讀者在掌握經典理論的同時，也能對未來通信的發展方嚮有所認知。全書共分為十八章，結構清晰，內容全麵，覆蓋瞭從信號的産生、傳輸到接收、解調的完整鏈路，並進一步延伸至信息安全、編碼理論等相關領域。本書特彆注重理論與實際應用的結閤，穿插瞭大量的實例分析和工程應用場景，幫助讀者將抽象的理論知識轉化為解決實際問題的能力。 章節詳細介紹： 第一章：通信係統的基本模型與組成 本章首先從宏觀角度介紹瞭通信係統的定義、作用以及發展曆程。隨後，詳細闡述瞭通用通信係統的基本模型，包括信源、信宿、發送端、接收端、信道以及調製解調器等關鍵組成部分。通過生動的圖示和清晰的語言，讀者將對通信係統的整體架構有一個初步的認識。本章還探討瞭通信係統的分類，如模擬通信與數字通信、有綫通信與無綫通信等，為後續章節的學習奠定基礎。 第二章：信號的分類與基本特性 信號是通信係統的基本載體。本章重點介紹信號的各種分類方法，包括連續信號與離散信號、周期信號與非周期信號、能量信號與功率信號等。在此基礎上，深入講解瞭信號的幅值、頻率、相位、帶寬等基本特性，以及傅裏葉級數和傅裏葉變換在信號分析中的重要作用。通過對信號特性的深入理解，讀者將能夠更好地理解後續章節中關於信號處理和調製解調的技術。 第三章：隨機信號與噪聲 在實際通信係統中，信號往往伴隨著各種形式的噪聲。本章係統地介紹瞭隨機信號的數學模型，包括平穩隨機過程、獨立增量過程等，並探討瞭功率譜密度、自相關函數等重要的統計特性。隨後，詳細分析瞭通信係統中常見的噪聲源，如熱噪聲、散粒噪聲、起伏噪聲等，並介紹瞭噪聲對信號的影響，如信噪比的概念。本章將為讀者理解通信係統的性能評估和抗噪聲設計提供理論依據。 第四章：模擬信號的調製技術 模擬信號調製是將基帶信號（信息信號）的特性（如幅度、頻率或相位）按照信息信號的變化而變化的調製技術。本章詳細介紹瞭幅度調製（AM）、頻率調製（FM）和相位調製（PM）等經典的模擬調製方式。針對每種調製方式，都深入講解瞭其調製原理、數學錶達式、頻譜特性、解調方法以及優缺點。通過本章的學習，讀者將掌握如何將模擬信息有效地傳輸到模擬信道中。 第五章：數字信號的産生與編碼 數字通信是現代通信的主流。本章從信息源編碼開始，介紹瞭脈衝編碼調製（PCM）的基本原理，包括采樣、量化和編碼三個過程。在此基礎上，詳細講解瞭各種信源編碼技術，如霍夫曼編碼、算術編碼等，旨在減少冗餘，提高傳輸效率。本章還探討瞭數字信號的波形錶示，如單極性、雙極性、歸零碼等，為後續的數字調製奠定基礎。 第六章：數字信號的調製技術 數字信號調製是將數字信息（0和1）映射到模擬載波的某些參數上以實現傳輸的技術。本章詳細介紹瞭最常用的數字調製方式，包括幅度鍵控（ASK）、頻率鍵控（FSK）、相位鍵控（PSK）以及正交幅度調製（QAM）。對於每種調製方式，都深入分析瞭其調製原理、星座圖、解調方法、誤碼率性能以及應用場景。本章將幫助讀者理解如何高效、可靠地將數字信息傳輸到通信信道中。 第七章：綫性與非綫性信道 信道是信號傳輸的媒介，其特性對通信質量至關重要。本章首先定義瞭綫性信道和非綫性信道，並深入探討瞭綫性信道的衝激響應、頻率響應以及傳遞函數等關鍵參數。隨後，詳細分析瞭信道失真，包括幅度失真和相位失真，並介紹瞭均衡技術，如匹配濾波器和綫性均衡器，用於補償信道引起的失真。本章還將簡要介紹非綫性信道的影響。 第八章：信息論基礎 信息論是通信理論的基石。本章介紹瞭信息論的基本概念，包括信息熵、聯閤熵、條件熵以及互信息等。深入講解瞭信息傳輸的度量，如信道容量的概念，並闡述瞭香農信道編碼定理，揭示瞭可靠通信的理論極限。本章旨在為讀者提供理解通信係統性能邊界和設計高效編碼策略的理論基礎。 第九章：信道編碼與糾錯碼 為瞭在有噪聲的信道中可靠地傳輸信息，必須引入糾錯碼。本章詳細介紹瞭糾錯碼的基本原理，包括監督碼、循環冗餘校驗（CRC）等。隨後，深入講解瞭海明碼、捲積碼、BCH碼以及Reed-Solomon碼等經典的綫性分組碼和捲積碼，並探討瞭其編碼和譯碼算法。本章還將簡要介紹現代高效的糾錯碼，如Turbo碼和LDPC碼。 第十章：分組碼與捲積碼 本章是第九章的深入展開，將詳細剖析分組碼和捲積碼的設計原理和性能特點。對於分組碼，將重點講解其碼字結構、生成矩陣、校驗矩陣以及譯碼器的實現。對於捲積碼，將詳細介紹其捲積過程、狀態圖、以及Viterbi譯碼算法。通過對這兩種重要編碼方法的深入學習，讀者將能夠理解如何構建和分析實際的糾錯係統。 第十一章：同步技術 同步是數字通信係統正常工作的關鍵。本章詳細介紹瞭載波同步和定時同步的原理和方法。在載波同步方麵，將講解載波相位和頻率的估計技術，如PLL（鎖相環）等。在定時同步方麵，將講解符號定時恢復（碼元同步）的方法，如匹配濾波器、過采樣法等。本章將使讀者理解如何確保發送端和接收端在時間和頻率上保持一緻。 第十二章：多址技術 多址技術允許多個用戶共享同一通信資源。本章介紹瞭四種基本的移動通信多址技術：頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）以及空分多址（SDMA）。對於每種技術，都詳細講解瞭其工作原理、優缺點以及在不同通信係統中的應用。本章將幫助讀者理解如何有效地分配通信資源，實現多用戶接入。 第十三章：信息安全基礎 信息安全在現代通信中扮演著越來越重要的角色。本章介紹瞭信息安全的基本概念，包括保密性、完整性、可用性、不可否認性等。隨後，深入講解瞭密碼學基礎，包括對稱加密和非對稱加密算法，如DES、AES、RSA等。本章還將介紹數字簽名、哈希函數等技術，為讀者理解通信安全機製提供基礎。 第十四章：無綫通信基礎 無綫通信是現代通信的重要組成部分。本章介紹瞭無綫通信的基本原理，包括電磁波傳播特性、衰落、乾擾等。隨後，深入講解瞭無綫通信中的關鍵技術，如多徑傳播、接收分集、天綫技術等。本章還將簡要介紹蜂窩移動通信係統的基本結構和工作原理。 第十五章：數據通信基礎 數據通信是將數據從一個地點傳輸到另一個地點的過程。本章介紹瞭數據鏈路層協議，如HDLC、PPP等，以及網絡層協議，如IP協議。本章還將探討差錯控製、流量控製等重要概念，為理解互聯網通信提供基礎。 第十六章：通信係統的性能評估 對通信係統進行性能評估是設計和優化係統的關鍵。本章介紹瞭評估通信係統性能的常用指標，如信噪比（SNR）、誤碼率（BER）、信道容量等。通過本章的學習，讀者將掌握如何分析和量化通信係統的可靠性和效率。 第十七章：現代通信技術發展趨勢 本章將放眼未來，探討現代通信技術的發展前沿。內容將包括5G通信的關鍵技術（如毫米波、大規模MIMO、網絡切片等）、物聯網（IoT）通信、衛星通信的最新進展以及人工智能在通信係統中的應用等。本章旨在激發讀者的學習興趣，並對未來通信的發展方嚮有所展望。 第十八章：實驗與實踐指導 為瞭幫助讀者將理論知識付諸實踐，本章提供瞭一係列實驗與實踐指導。包括通信係統仿真軟件（如MATLAB/Simulink、Python的通信庫）的使用介紹，以及基於這些軟件的典型通信係統仿真案例。此外，還將提供一些簡單的硬件實驗建議，讓讀者能夠親身體驗通信係統的魅力。 總結： 《現代通信原理導論》是一本內容翔實、邏輯嚴謹的教材，適閤電子信息工程、通信工程、計算機科學等相關專業的本科生、研究生以及從事通信技術工作的工程師閱讀。本書不僅為讀者提供瞭堅實的理論基礎，更通過豐富的實例和實踐指導，幫助讀者建立起完整的知識體係，為他們在現代通信領域的學習和工作打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我拿到這本書時，對“教程”這兩個字持保留態度的，因為很多教程要麼過於膚淺，要麼就是把標準教材的內容進行“注水”式刪減。但這本書完全打破瞭我的刻闆印象。它在保持學術嚴謹性的同時，做到瞭極高的可讀性，簡直是一次成功的“軟化”工程。作者在解釋為什麼我們需要某些分析工具（比如為什麼要用頻域而不是時域）時，總是能給齣非常具有說服力的理由，而不是簡單地說“因為這是定義”。這種“知其所以然”的教學態度，極大地激發瞭我主動探索的欲望。我已經把它推薦給瞭好幾個正在為基礎課發愁的後輩，告訴他們，彆被那些厚重的名字嚇到，這本書纔是真正能讓你打下堅實基礎，並且享受學習過程的寶典。它的價值，遠超其紙張和油墨的成本。

評分☆☆☆☆☆

作為一個需要經常做跨學科研究的工程師，我發現這本書在“係統”這個概念的界定上做得非常到位。它不僅僅局限於電子工程或自動化的範疇，而是用非常通用的語言去描述“輸入-輸齣”關係，這使得我對生物、經濟等領域的復雜係統分析都産生瞭新的視角。特彆是關於綫性時不變（LTI）係統的討論，作者深入淺齣地剖析瞭其背後的數學本質，但錶述上又避免瞭過度學院派的晦澀。那些關於捲積的物理意義的闡述，我印象深刻，它真正讓我理解瞭“係統”是如何“記憶”並“響應”過去的事件的。這種思維模式的轉變，比單純掌握幾個公式重要得多。這本書對於培養係統性思維能力，有著不可替代的價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都讓我非常驚喜。我原本以為“控製”部分會是那種枯燥的理論堆砌，沒想到它涵蓋瞭經典控製和現代控製的精華，而且對狀態空間法的講解清晰得令人發指。我之前在其他教材上看到狀態空間模型就犯怵，總覺得那是高階課程纔需要掌握的“黑魔法”，但這本書硬是把它講得像搭積木一樣有條理。更值得稱贊的是，它不僅僅停留在理論層麵，還穿插瞭大量工程實例，比如PID控製器的設計與調優，這些都是我在實際工作中急需的知識點。我特彆喜歡作者在探討魯棒性設計時，那種嚴謹又不失啓發性的筆調，讓人在理解數學模型的同時，也能體會到工程師在麵對不確定性時所需要具備的智慧。這本書的配套習題質量也非常高，有基礎鞏固型的，也有挑戰思維極限的應用型，真正做完一套下來，感覺自己的分析能力都得到瞭質的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

如果用一個詞來形容這本書給我的感受，那就是“結構精妙”。它的邏輯主綫設計得極其巧妙，仿佛一個精心編織的迷宮，但每一步都有清晰的指引，絕不會讓你迷失方嚮。從基礎的信號錶示開始，過渡到係統的時域分析，再到頻域的強大工具，每一步都是水到渠成的必要發展。我特彆欣賞作者在引入拉普拉斯變換和Z變換時的處理方式——沒有把它當成一個孤立的數學工具，而是緊密地和係統的穩定性、瞬態響應聯係起來。這種環環相扣的教學設計，極大地增強瞭知識體係的完整性。不像我以前讀過的某些教材，感覺知識點是零散地散落在各個章節裏，讀完後依然感覺像是拼圖的碎片。這本書則像是一個完整的、邏輯自洽的藝術品，讓人在學習過程中獲得極大的心智愉悅感。

評分☆☆☆☆☆

天呐，這本書簡直是為我這種對復雜概念感到頭疼的初學者量身定做的！我一直覺得信號與係統這兩個詞聽起來就高深莫測，但作者用一種非常接地氣的方式，把抽象的數學原理和實際生活中的例子完美地結閤瞭起來。特彆是關於傅裏葉分析那幾章，我以前是怎麼也想不通那個積分到底是怎麼迴事，但在書中，通過那些生動的圖示和循序漸進的推導，我竟然豁然開朗瞭。它沒有一上來就拋一堆復雜的公式把你淹沒，而是先建立直觀的認識，再慢慢深入理論的細節。讀起來感覺就像是有一位耐心又幽默的老師在旁邊手把手地教你，一點都不會讓人感到壓力山大。那種“原來如此”的成就感，真是太棒瞭！這本書的排版也很舒服，字體大小適中，圖錶清晰，閱讀體驗極佳，讓我在長時間學習後眼睛也不會感到那麼疲勞。對於想真正理解底層邏輯，而不是死記硬背的理工科學生來說，這絕對是案頭必備的神器。