信号与系统

图书标准信息

• 作者 严国志
• 出版社 电子工业出版社
• 出版时间 2018-10
• 版次 1
• ISBN 9787121345722
• 定价 45.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 320页
• 字数 577千字

【内容简介】

本书是作者在长期从事“信号与系统”课程教学的基础上，根据教学实践中存在的问题、经验和体会，结合现阶段本科教学的实际状况及作者教学研究项目成果凝练而成的。本书突出体现课程内容的逻辑性、知识点的目标性，着重讲清物理意义，全面给出MATLAB实现方法，体现课程内容的专业实用性，而不是突出纯理论。结合典型的实际工程问题，给出具体分析、解决的方法和步骤，引导学生建立理论与工程实际的联系，并体会到课程的基础性、实用性，以及对解决实际问题的局限性，激发和提高学生的学习兴趣。全书共7章，包括：绪论、连续时间信号与系统的时域分析、连续时间信号与系统的频域分析、连续时间信号与系统的复频域分析、离散时间信号与系统的时域分析、离散时间信号与系统的频域分析、离散时间信号与系统的Z域分析。本书提供配套PPT、习题参考答案、程序源代码等学习和教学资源。

  本书可作为高等学校电气工程及其自动化、电子信息工程、测控技术与仪器、计算机科学与技术、通信工程、机械电子工程、机电一体化等工科类专业“信号与系统”及“信号与系统实验”课程的教材，也可供相关科技、工程技术人员学习和参考。

【作者简介】

严国志，工学博士，武汉大学电气工程学院副教授，硕士生导师，发表核心以上学术论文10余篇，国防专利1项，实用新型专利2项。指导学生参加竞赛获国家级一等奖、二等奖等多项。武汉大学“信号与系统”课程负责人。

【目录】

目    录

第1章  绪论1

1.1  信号的基本概念1

1.2  信号的描述1

1.3  信号的分类2

1.3.1  确定信号与随机信号2

1.3.2  连续时间信号与离散时间信号2

1.3.3  周期信号与非周期信号3

1.3.4  能量信号与功率信号4

1.3.5  因果信号与非因果信号5

1.4  系统的基本概念5

1.5  系统的描述5

1.6  系统的分类6

1.6.1  连续时间系统与离散时间系统6

1.6.2  线性系统与非线性系统7

1.6.3  时不变系统与时变系统8

1.6.4  因果系统与非因果系统9

1.6.5  稳定系统与非稳定系统10

1.6.6  可逆系统和不可逆系统10

1.7  系统的分析方法10

习题111

第2章  连续时间信号与系统的时域分析14

2.1  引言14

2.2  典型连续信号及其基本特性14

2.2.1  正弦信号14

2.2.2  指数信号15

2.2.3  抽样信号17

2.2.4  单位阶跃信号18

2.2.5  单位冲激信号19

2.2.6  符号函数信号 21

2.2.7  冲激偶信号22

2.3  连续时间信号的基本运算22

2.4  连续时间系统的数学模型28

2.4.1  连续时间系统的数学模型——线性常系数微分方程28

2.4.2  线性常系数微分方程的经典解法28

2.4.3  零输入响应和零状态响应30

2.5  单位冲激响应和单位阶跃响应35

2.5.1  单位冲激响应35

2.5.2  单位阶跃响应37

2.6  卷积积分及其性质39

2.6.1  卷积积分的定义39

2.6.2  卷积积分的性质41

2.6.3  零状态响应的卷积法求解44

2.7  单位冲激响应表示的线性时不变系统的特性45

习题247

MATLAB习题250

第3章  连续时间信号与系统的频域分析51

3.1  引言51

3.2  连续时间周期信号的频域分析51

3.2.1  三角形式的傅里叶级数51

3.2.2  指数形式的傅里叶级数53

3.2.3  周期信号的频谱55

3.2.4  周期信号的功率谱58

3.3  连续时间非周期信号的频域分析61

3.3.1  傅里叶变换61

3.3.2  典型非周期信号的傅里叶变换65

3.3.3  傅里叶变换的性质68

3.3.4  周期信号的傅里叶变换75

3.4  抽样定理77

3.4.1  信号的时域抽样77

3.4.2  时域抽样定理79

3.5  连续时间系统的频域分析80

3.5.1  连续时间系统的频率响应80

3.5.2  连续线性时不变系统响应的频域分析82

3.5.3  正弦信号通过系统的响应84

3.5.4  无失真传输系统86

3.5.5  理想低通滤波器87

习题391

MATLAB习题396

第4章  连续时间信号与系统的复频域分析98

4.1  引言98

4.2  连续时间信号的复频域分析98

4.2.1  从傅里叶变换到拉普拉斯变换98

4.2.2  拉普拉斯变换的收敛域99

4.2.3  常见信号的拉普拉斯变换102

4.3  单边拉普拉斯变换的性质104

4.3.1  线性特性105

4.3.2  时移特性105

4.3.3  复频移特性107

4.3.4  尺度变换特性107

4.3.5  时域卷积特性107

4.3.6  复频域卷积特性108

4.3.7  时域微分特性108

4.3.8  时域积分特性109

4.3.9  复频域微分特性110

4.3.10  复频域积分特性110

4.3.11  初值定理111

4.3.12  终值定理111

4.4  拉普拉斯反变换的计算112

4.4.1  单边拉普拉斯反变换的计算113

4.4.2  双边拉普拉斯反变换的计算117

4.5  连续时间系统的复频域分析118

4.5.1  连续时间信号的复频域分解118

4.5.2  复指数信号est激励下系统的零状态响应118

4.5.3  任意信号激励下系统的零状态响应119

4.5.4  LTI系统微分方程的复频域求解120

4.6  线性时不变系统的系统函数123

4.6.1  系统函数的定义123

4.6.2  系统的零、极点图124

4.6.3  系统函数的应用126

习题4130

MATLAB习题4133

第5章  离散时间信号与系统的时域分析134

5.1  引言134

5.2  典型离散时间信号及其特性134

5.2.1  单位样值序列134

5.2.2  单位阶跃序列136

5.2.3  单位矩形序列136

5.2.4  正弦序列137

5.2.5  指数序列140

5.3  离散时间信号的基本运算141

5.4  离散时间系统的数学模型和性质143

5.5  离散时间系统的响应145

5.5.1  迭代法求离散时间系统的响应145

5.5.2  经典法求离散时间系统的响应146

5.5.3  零输入响应和零状态响应148

5.6  离散时间系统的单位样值响应和单位阶跃响应153

5.7  离散系统的卷积和157

5.7.1  卷积和的定义和计算157

5.7.2  卷积和的性质161

5.7.3  零状态响应的卷积和求解162

5.8  用单位样值响应表征的线性移不变系统的特性163

习题5166

MATLAB习题5167

第6章  离散时间信号与系统的频域分析169

6.1  引言169

6.2  周期序列的离散时间傅里叶级数（DFS）169

6.2.1  DFS变换式169

6.2.2  DFS频谱系数的特征171

6.2.3  周期矩形序列的频谱172

6.3  非周期序列的离散时间傅里叶变换（DTFT）175

6.3.1  离散时间傅里叶变换175

6.3.2  离散时间傅里叶反变换177

6.3.3  典型非周期信号的离散时间傅里叶变换178

6.4  周期序列的离散时间傅里叶变换183

6.5  离散时间傅里叶变换的性质186

6.5.1  周期性186

6.5.2  线性特性186

6.5.3  奇偶性187

6.5.4  时移特性187

6.5.5  频移特性188

6.5.6  时域卷积特性188

6.5.7  频域卷积特性189

6.5.8  时域差分特性190

6.5.9  时域累加特性190

6.5.10  帕塞瓦尔能量定理191

6.6  离散傅里叶变换（DFT）192

6.7  离散傅里叶变换的性质194

6.7.1  线性特性194

6.7.2  周期性194

6.7.3  奇偶性和对称性195

6.7.4  时频互易特性196

6.7.5  时域循环移位特性197

6.7.6  频域循环移位特性197

6.7.7  时域循环卷积特性197

6.7.8  频域循环卷积特性202

6.7.9  帕塞瓦尔能量定理202

6.8  用离散傅里叶变换近似分析连续时间信号202

6.8.1  近似分析的方法203

6.8.2  近似分析出现的问题205

6.8.3  频率分辨率209

6.8.4  利用DFT近似分析连续时间信号频谱的参数选择213

6.9  离散时间系统的频域分析213

6.9.1  离散时间系统的频率响应214

6.9.2  离散时间系统的零状态响应214

6.10  应用实例—电力系统谐波分析216

6.10.1  信号的表示216

6.10.2  信号的抽样217

6.10.3  DFT变换218

6.10.4  谐波数据的确定219

6.10.5  问题的进一步分析220

6.10.6  问题的扩展研究225

习题6226

MATLAB习题6230

第7章  离散时间信号与系统的Z域分析231

7.1  引言231

7.2  Z变换231

7.2.1  Z变换的定义231

7.2.2  Z变换的收敛域232

7.3  Z变换的性质240

7.4  Z反变换250

7.4.1  直接法250

7.4.2  部分分式展开法251

7.5  离散系统的Z域分析256

7.5.1  线性时不变离散时间系统的系统函数256

7.5.2  用Z变换求解离散系统的差分方程258

7.6  离散系统的零、极点与时域响应262

7.6.1  H(z)的零点和极点262

7.6.2  H(z)的极点与时域响应264

7.7  线性时不变离散系统的稳定性269

7.8  H(z)与离散系统频率响应272

7.9  Z域与S域的关系275

7.10  离散系统的结构276

7.10.1  离散系统的方框图实现276

7.10.2  离散系统的级联和并联280

7.11  小结281

习题7282

MATLAB习题7285

附录A  常用数学公式287

附录B  常用信号与系统公式289

部分习题参考答案292

参考文献308