信號與係統習題解答及仿真程序集 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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潘仲明著 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• 電路分析
• 模擬信號處理
• MATLAB
• 仿真
• 習題解答
• 工程數學
• 通信原理
• 電子工程
• 高等教育

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齣版社： 國防工業齣版社

ISBN：9787118094534

商品編碼：29367081165

包裝：平裝

齣版時間：2014-05-01

基本信息

書名：信號與係統習題解答及仿真程序集

定價：40.00元

作者：潘仲明著

齣版社：國防工業齣版社

齣版日期：2014-05-01

ISBN：9787118094534

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：大16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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為瞭學員通過課堂講授和課外作業，使其初步具備應用正確的數學方法從實際問題中凝煉並解決科學問題的能力，作者潘仲明在《*信號與係統習題解答及仿真程序集》教材中，不僅編配瞭演繹計算和公式證明方麵的習題，同時也編配瞭大量的算法實現與係統仿真習題，以進一步激發學員的創新思維、創新意識和創新觀念。

內容提要

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潘仲明編著的《*信號與係統習題解答及仿真程序集》是研究生教材《*信號與係統》的配套參考書，由概率與*過程導論、多維高斯過程、參數估計理論、數學模型辨識、譜估計與小波分析、*濾波與狀態估計等六章組成。每章由三部分組成，部分列齣瞭教材《*信號與係統》的主要知識點，這部分內容可作為工具書或課堂筆記使用；第二部分給齣瞭習題解答和MATLAB/simulink算法實現與係統仿真程序；第三部分補充瞭部分基本概念習題和相關數學公式證明。在培養初學者習慣性地應用正確的數學方法去分析和解決工程實際問題方麵，本書必將起到拋磚引玉的作用。
　　《*信號與係統習題解答及仿真程序集》作為國防科技大學的研究生MOOC課程(Massive Open Online Courses)和國際研究生課程體係建設教材，可供從事工程測試、目標探測、無損檢測、係統辨識、裝備故障診斷、過程控製和*信號處理等技術專題研究的研究生、教師和科技人員進修參考。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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《信號與係統：理論精粹與實踐探析》 本書旨在深入剖析現代信號與係統理論的精髓，並結閤豐富的工程實踐案例，為讀者提供一套係統、嚴謹的學習路徑。我們不局限於單一的理論闡述，而是將理論知識與實際應用緊密結閤，力求讓讀者不僅理解“是什麼”，更能掌握“怎麼用”，最終具備獨立解決復雜工程問題的能力。 第一章：信號的數學描述與分類 本章從最基礎的信號概念入手，詳細介紹瞭信號的數學模型。我們將探討連續時間信號與離散時間信號的區彆與聯係，包括周期信號、非周期信號、能量信號、功率信號的定義及判彆方法。常數信號、指數信號、正弦信號、方波信號、衝激信號（狄拉剋衝激函數）、單位階躍信號等基本信號的數學錶達式、波形特徵以及它們在時域和頻域的性質將被細緻講解。此外，本書還將重點闡述信號的運算，如加法、乘法、時移、尺度變換、翻轉等，並探討這些運算對信號特性的影響。理解信號的基本屬性和操作是後續學習的基石。 第二章：綫性時不變（LTI）係統的基本性質與描述 綫性時不變係統是信號與係統理論的核心。本章將係統地介紹LTI係統的定義及其四大基本性質：疊加性、時移不變性、因果性、穩定性。我們將深入分析係統響應的構成，並重點介紹LTI係統兩種重要的描述方法：捲積積分（針對連續時間係統）和捲積和（針對離散時間係統）。通過大量的例題，讀者將掌握如何計算LTI係統的零輸入響應和零狀態響應，並理解捲積在係統分析中的關鍵作用。此外，還將討論係統的衝激響應和階躍響應，以及它們與係統特性的關係。 第三章：傅裏葉變換及其性質 傅裏葉變換是分析信號頻譜、揭示信號頻率成分的強大工具。本章將從連續時間傅裏葉變換（CTFT）齣發，詳細推導其定義、收斂條件以及各種性質，包括綫性性、時移性、尺度變換性、對稱性、捲積性質、微分性質、積分性質、帕塞瓦爾定理（能量守恒）等。我們將通過直觀的圖形演示和具體算例，展示不同類型信號（如矩形脈衝、指數衰減信號、衝激信號）的傅裏葉變換結果，並分析其頻譜特性。離散時間傅裏葉變換（DTFT）也將被引入，並與CTFT進行對比，突齣其在數字信號處理中的應用。 第四章：傅裏葉級數與周期信號的頻譜分析 周期信號的頻譜分析是傅裏葉變換的延伸。本章將重點講解傅裏葉級數的概念，包括指數形式和三角形式。我們將推導傅裏葉級數的係數計算方法，並探討周期信號的頻譜特性，如離散譜、基波頻率、諧波等。本書將通過分析方波、鋸齒波、三角波等典型周期信號的傅裏葉級數展開，幫助讀者理解周期信號如何由一係列特定頻率的正弦（或復指數）信號疊加而成。此外，還將討論傅裏葉級數與傅裏葉變換之間的聯係，以及它們在信號處理中的互補作用。 第五章：拉普拉斯變換及其性質 拉普拉斯變換是分析不穩定係統和更廣泛信號（包括收斂性不確定的信號）的有力工具。本章將詳細介紹單邊拉普拉斯變換和雙邊拉普拉斯變換，並重點關注收斂域（ROC）的概念及其重要性。我們將推導拉普拉斯變換的各種性質，如綫性性、時移性、尺度變換性、微分性質、積分性質、初值定理、終值定理等。本書將通過大量例題，演示如何計算常見信號的拉普拉斯變換，並著重講解利用拉普拉斯變換來求解LTI係統微分方程的初邊值問題。收斂域的分析將貫穿整個章節，幫助讀者理解其對係統穩定性和因果性的判斷意義。 第六章：Z變換及其性質 Z變換是離散時間信號與係統分析的核心工具，尤其在數字信號處理領域不可或缺。本章將深入講解Z變換的定義、收斂域（ROC）以及重要的性質，如綫性性、時移性、尺度變換性、乘法性質、捲積性質、初值定理、終值定理等。我們將通過具體的離散時間序列（如單位階躍序列、單位衝激序列、指數序列）來計算其Z變換，並分析收斂域的確定方法。本書還將重點闡述利用Z變換來分析離散時間LTI係統，包括係統函數的概念、零極點分析、穩定性判彆以及如何通過Z變換求解差分方程。 第七章：係統函數與框圖錶示 係統函數是描述LTI係統輸入-輸齣關係的簡潔數學工具。本章將深入講解係統函數的定義、性質以及在時域和頻域的意義。我們將重點介紹如何從係統的微分方程或差分方程中提取係統函數，以及如何利用係統函數的零極點來分析係統的特性，如穩定性、頻率響應等。此外，本書還將引入框圖錶示法，通過信號流程圖來直觀地錶示係統的組成結構，並講解如何利用框圖進行係統分析和綜閤。我們將展示如何根據係統框圖求取係統函數，以及如何利用係統函數構建等效的框圖。 第八章：頻率響應與濾波器設計 頻率響應是LTI係統在不同頻率下的行為特徵，對於理解係統的選擇性和濾波作用至關重要。本章將詳細闡述頻率響應的定義，並推導其與係統函數之間的關係。我們將分析幅度響應和相位響應，並講解它們如何影響輸入信號的幅度和相位。本書將引入濾波器（Filter）的概念，並介紹不同類型的濾波器，如低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器、帶阻濾波器等。通過具體的工程實例，讀者將學習如何根據性能指標（如通帶、阻帶、截止頻率、衰減等）設計簡單的濾波器，並理解它們在信號去噪、信號分離等方麵的應用。 第九章：狀態空間分析 狀態空間分析提供瞭一種描述和分析多輸入多輸齣（MIMO）和復雜LTI係統的統一框架。本章將介紹狀態嚮量、狀態方程和輸齣方程的概念，並詳細闡述如何從係統的框圖或微分/差分方程中建立狀態空間模型。我們將講解如何通過求解狀態方程來獲得係統的零輸入響應和零狀態響應。本書還將深入探討狀態空間模型的性質，如能控性、能觀性，並介紹它們在係統設計和控製器設計中的重要性。狀態空間方法的引入將為讀者提供一種更強大、更通用的係統分析工具。 第十章：采樣定理與數字信號處理基礎 采樣是將連續時間信號轉換為離散時間信號的關鍵步驟。本章將係統地介紹采樣定理（奈奎斯特-香蘭基本理），並深入分析采樣頻率、混疊現象及其解決方法（如抗混疊濾波器）。本書將重點講解理想采樣、階梯采樣、脈衝采樣等不同采樣方式的數學模型及其頻譜特性。此外，還將引入離散傅裏葉變換（DFT）和快速傅裏葉變換（FFT）的概念，並闡述它們在實際數字信號處理中的應用，如頻譜分析、濾波器實現等。本書將為讀者搭建起深入學習數字信號處理的堅實基礎。 本書的特色： 理論與實踐並重： 每章理論講解後，均配以大量精心設計的例題，幫助讀者鞏固理解。書中穿插瞭不同領域的工程應用案例，展現理論知識的實際價值。 邏輯清晰，循序漸進： 內容組織上，從基礎概念到高級理論，層層遞進，確保讀者能夠逐步掌握。 數學嚴謹，語言生動： 在保證數學嚴謹性的同時，力求語言通俗易懂，輔以圖形和圖示，增強理解的直觀性。 強調思維方式： 不僅傳授知識，更注重培養讀者分析問題、解決問題的思維方式和工程素養。 本書適閤於高等院校電子工程、通信工程、自動化、計算機科學等專業本科生、研究生，以及從事相關領域研究和開發的工程師閱讀。通過本書的學習，讀者將對信號與係統理論建立起深刻的認識，並能夠運用所學知識分析和解決實際工程問題。

評分☆☆☆☆☆

深度挖掘，理論升華 作為一名已經掌握瞭信號與係統基本理論，但希望在理解深度上更進一步的研究者，我發現這本書帶給我的驚喜遠超預期。我常常覺得，僅僅理解課本上的推導過程是不夠的，真正要掌握一門學科，需要能夠從不同的角度去審視問題，並能夠將其與實際應用場景聯係起來。這本書在這一點上做得非常齣色。它提供的習題解答，不僅僅是標準解法的羅列，更包含瞭對多種解題思路的探討，甚至會分析不同方法在特定條件下的優劣。例如，在拉普拉斯變換的應用章節，作者不僅詳細講解瞭如何利用拉普拉斯變換求解微分方程，還深入討論瞭收斂域的意義，以及它如何影響解的唯一性。這種“刨根問底”式的講解，讓我對原本熟悉的理論有瞭全新的認識。更重要的是，書中提供的仿真程序，讓我能夠將這些理論的細微之處，通過實際操作來驗證。我曾利用書中提供的MATLAB代碼，去模擬不同參數下FIR濾波器和IIR濾波器的頻率響應，並與理論計算結果進行對比，發現瞭許多課堂上難以觀察到的細節。這些仿真不僅加深瞭我對理論的理解，更激發瞭我對信號處理算法優化的思考。這本書就像一位博學的導師，它不僅僅教授知識，更重要的是，它引導我去思考，去探索，去不斷地升華對信號與係統這門學科的認知。

評分☆☆☆☆☆

學習麯綫的平滑器，問題解決的終點站 在信號與係統這門課的學習旅途中，我經曆過無數次因為卡在某個習題上而産生的挫敗感。那些看似簡單的題目，一旦沒有明確的思路，就會像一個黑洞，吞噬掉我寶貴的時間和精力。我曾嘗試過多種方法，包括翻閱不同的教材、查找在綫資源，但效果都不盡如人意。直到我接觸到這本《信號與係統習題解答及仿真程序集》。這本書最讓我感到驚艷的是它對於習題解答的處理方式。它不僅僅是提供瞭一個標準答案，而是將解題過程分解成瞭一係列清晰、邏輯分明的步驟，並且在關鍵步驟中，都會點齣所使用的理論依據和重要的概念。這就像是為我提供瞭一個“解題地圖”，讓我能夠清晰地看到整個解決問題的路徑，並且知道每一步應該關注什麼。更重要的是，書中提供的仿真程序，成為瞭我驗證自己理解和解題思路的絕佳工具。當我通過書中的解答理清瞭思路，但仍然對某個細節不確定時，我就可以運行相應的仿真程序，通過觀察程序的運行結果來確認我的理解是否正確。這種“理論+實踐”的雙重驗證，極大地增強瞭我學習的信心。這本書就像是為我平滑瞭陡峭的學習麯綫，讓我能夠更輕鬆、更高效地掌握信號與係統這門課程。它不僅是習題的解答，更是我學習道路上的一個可靠的“終點站”，讓我能夠找到答案，也能夠找到解決問題的信心和方法。

評分☆☆☆☆☆

初學者噩夢，資深救星 作為一名剛剛接觸信號與係統這門學科的學生，我曾無數次在繁雜的理論和抽象的公式中迷失方嚮。那些定義、定理、變換，就像一道道高不可攀的山巒，讓我望而卻步。課本上的例題雖然寫著“解”，但對我而言，那更像是某種神秘咒語，我能看到結果，卻無法理解其中的邏輯推演。無數個夜晚，我對著習題冥思苦想，卻始終找不到解題的鑰匙，甚至開始懷疑自己是否適閤學習這門課程。就在我幾乎要放棄的時候，我無意間翻閱到瞭這本《信號與係統習題解答及仿真程序集》。坦白說，我最初是帶著一絲懷疑的態度去嘗試的。但僅僅是瀏覽瞭幾頁，我的眼睛就亮瞭。它不僅僅是簡單地給齣瞭習題的答案，而是以一種極其清晰、循序漸進的方式，將解題的思路、關鍵步驟以及背後的原理都剖析得淋灕盡緻。那些我曾經覺得晦澀難懂的概念，在作者的講解下，變得如同撥雲見日般明朗。更讓我驚喜的是，書中還提供瞭大量的仿真程序。這些程序不僅僅是代碼的堆砌，更是將抽象的信號處理過程可視化，讓我能夠直觀地看到不同係統對不同信號的處理效果，深刻理解理論與實踐的聯係。這對於我這樣的初學者來說，簡直是福音。它不僅拯救瞭我即將崩潰的學習信心，更讓我對信號與係統這門學科産生瞭前所未有的興趣。我迫不及待地想深入學習，去探索更多信號與係統的奧秘。

評分☆☆☆☆☆

係統性與實用性的完美融閤 我是一名在工作崗位上需要頻繁接觸信號處理的工程師，雖然我的專業背景並非直接與此相關，但多年來的實踐經驗讓我深知紮實的理論基礎和靈活的工具運用同等重要。在尋找一本既能鞏固理論知識，又能提供實際操作指導的書籍時，我發現《信號與係統習題解答及仿真程序集》正好滿足瞭我的需求。這本書最吸引我的地方在於它高度的係統性和極強的實用性。它並非零散的知識點集閤，而是圍繞信號與係統的核心概念，構建瞭一個邏輯嚴密的知識體係，從時域分析到頻域分析，從傅裏葉變換到Z變換，再到采樣理論和濾波器設計，幾乎涵蓋瞭信號與係統領域的所有關鍵內容。每一章的習題解答都緊密圍繞該章的理論知識，並且解答的詳細程度恰到好處，既不會過於簡略導緻讀者無法理解，也不會過於冗長而失去效率。而書中附帶的仿真程序，更是將理論與實踐緊密地聯係起來。我曾經利用書中關於濾波器設計的例子，快速地在實際項目中實現瞭濾波器功能，大大縮短瞭開發周期。這些程序不僅提供瞭可運行的代碼，更重要的是，它們展示瞭如何將復雜的理論概念轉化為可執行的算法，對於我這樣的實踐者來說，這無疑是寶貴的財富。這本書讓我既能溫故知新，又能學以緻用，是工程實踐中不可多得的參考。

評分☆☆☆☆☆

編程實踐的催化劑，概念理解的加速器 作為一名對編程充滿熱情，但又在信號與係統學習中遇到瓶頸的學生，我發現這本書簡直就是為我量身打造的。我一直認為，學習任何一門工程學科，如果不能與編程實踐相結閤，那其理解的深度和廣度都會受到限製。這本《信號與係統習題解答及仿真程序集》恰恰在這方麵提供瞭絕佳的平颱。在學習過程中，我常常會發現自己能夠理解書本上的公式推導，但當需要自己動手編寫程序來實現這些算法時，卻顯得力不從心。書中提供的仿真程序，就像是一本生動的“代碼說明書”，它不僅僅是展示瞭如何實現某個信號處理過程，更重要的是，它通過代碼，將那些抽象的數學概念具象化。例如，在學習捲積定理時，我通過書中提供的程序，能夠直觀地看到連續時間信號的捲積是如何在離散時間係統中近似實現的，以及采樣頻率對結果的影響。這種通過編程獲得的直觀感受，比單純閱讀理論公式要深刻得多。更進一步，書中提供的各種仿真案例，也啓發瞭我自己去設計和編寫更多的程序。我開始嘗試修改和擴展書中的代碼，去探索不同參數和不同算法的差異。這本書不僅加速瞭我對信號與係統概念的理解，更重要的是，它極大地激發瞭我通過編程來學習和研究這門學科的興趣。