全書(shū)共分七章,第1章信號(hào)與系統(tǒng)概論,介紹了信號(hào)與系統(tǒng)的基本概念以及常用的基本連續(xù)時(shí)間信號(hào)和離散時(shí)間信號(hào);第2章是連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析,其中將線性系統(tǒng)的全響應(yīng)分解為零輸入響應(yīng)和零狀態(tài)響應(yīng),詳細(xì)分析了沖激響應(yīng)的計(jì)算和卷積積分的求解;第3章介紹了連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的傅里葉變換;第4章主要介紹了線性時(shí)不變系統(tǒng)的基本分析工具──拉普拉斯變換的定義、性質(zhì)和應(yīng)用;第5章和第6章主要介紹了離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析和z域分析;第7章介紹了狀態(tài)變量的概念和系統(tǒng)分析的狀態(tài)變量法。
第二版前言
《信號(hào)與系統(tǒng)》一書(shū)自2009年出版以來(lái)已經(jīng)使用了7年。依據(jù)高等學(xué)校最新的“信號(hào)與系統(tǒng)課程教學(xué)基本要求”,結(jié)合學(xué)校各專業(yè)對(duì)本課程的要求和編者多年來(lái)的教學(xué)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),同時(shí)也依據(jù)讀者的反饋意見(jiàn),我們對(duì)原書(shū)進(jìn)行了全面修訂。
第二版基本保持了第一版原有的框架結(jié)構(gòu),并根據(jù)讀者的反饋意見(jiàn),進(jìn)一步完善了教材內(nèi)容,調(diào)整和修改了部分例題和習(xí)題,并給出了各章習(xí)題的參考答案。
本書(shū)第1、2、3、4章由王穎民編寫(xiě),第5、6、7章由郭愛(ài)編寫(xiě)。全書(shū)由王穎民統(tǒng)稿。
本書(shū)中每章的最后一節(jié)內(nèi)容及“本章小結(jié)”“本章習(xí)題及參考答案”作為數(shù)字資源放在西南交通大學(xué)出版社的“交大e出版”數(shù)字平臺(tái)上,讀者可通過(guò)微信掃描二維碼的方式獲得。
本書(shū)的數(shù)字資源部分由王穎民、郭愛(ài)編寫(xiě),共計(jì)14萬(wàn)字。
在本書(shū)的編寫(xiě)修訂過(guò)程中,編者得到了西南交通大學(xué)教材建設(shè)研究項(xiàng)目的大力支持,也得到了西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院的關(guān)心和支持,在此表示衷心的感謝,同時(shí)也特別感謝提出寶貴意見(jiàn)并關(guān)心和支持本書(shū)的老師和同學(xué)們。
由于編者水平所限,書(shū)中難免有不妥或錯(cuò)誤之處,歡迎讀者批評(píng)指正。
編 者
2016年10月
王穎民,講師。主講電路分析、信號(hào)與系統(tǒng)課程。發(fā)表論文4篇。出版教材2本。主持及參與了10個(gè)項(xiàng)目。其中:2008年參與《研究型教學(xué)法在專業(yè)基礎(chǔ)課教學(xué)中的研究與實(shí)踐》,獲西南交通大學(xué)教學(xué)成果二等獎(jiǎng)。郭愛(ài),講師,2015年獲西南交通大學(xué)電氣工程學(xué)院工學(xué)博士學(xué)位。主講本科課程兩門(mén):電路分析、信號(hào)與系統(tǒng)。發(fā)表論文8篇。出版教材1本,參編1本。
目 錄
第1章 信號(hào)與系統(tǒng)概述 1
1.1 信號(hào)與系統(tǒng)的概念 1
1.2 信號(hào)的描述與分類(lèi) 1
1.3 基本信號(hào) 4
1.4 信號(hào)的基本運(yùn)算 11
1.5 系統(tǒng)的描述與分類(lèi) 14
1.6 信號(hào)的MATLAB實(shí)現(xiàn) 19
本章小結(jié) 19
習(xí)題2 19
第2章 連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析 20
2.1 連續(xù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立 20
2.2 線性系統(tǒng)的時(shí)域分析 24
2.3 卷積積分 35
2.4 系統(tǒng)對(duì)指數(shù)信號(hào)的響應(yīng) 40
2.5 用MATLAB進(jìn)行連續(xù)時(shí)間系統(tǒng)的時(shí)域分析 42
本章小結(jié) 42
習(xí)題2 42
第3章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的頻域分析 43
3.1 周期信號(hào)的傅里葉級(jí)數(shù) 43
3.2 周期信號(hào)的傅里葉頻譜 48
3.3 非周期信號(hào)的連續(xù)時(shí)間傅里葉變換 53
3.4 典型信號(hào)的傅里葉變換 55
3.5 傅里葉變換的性質(zhì) 61
3.6 系統(tǒng)響應(yīng)的頻域分析法 68
3.7 無(wú)失真?zhèn)鬏?72
3.8 理想低通濾波器 73
3.9 抽樣定理 74
3.10 用MATLAB進(jìn)行連續(xù)時(shí)間信號(hào)和系統(tǒng)的頻域分析 78
本章小結(jié) 78
習(xí)題3 78
第4章 連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 79
4.1 拉普拉斯變換概述 79
4.2 拉普拉斯變換的基本性質(zhì) 83
4.3 拉普拉斯逆變換 87
4.4 系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 91
4.5 系統(tǒng)框圖 99
4.6 信號(hào)流圖 102
4.7 系統(tǒng)模擬 106
4.8 線性系統(tǒng)的穩(wěn)定性 111
4.9 用MATLAB實(shí)現(xiàn)連續(xù)時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的復(fù)頻域分析 117
本章小結(jié) 117
習(xí)題4 117
第5章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的時(shí)域分析 118
5.1 基本離散時(shí)間信號(hào) 118
5.2 離散時(shí)間系統(tǒng)的描述 121
5.3 離散時(shí)間系統(tǒng)的傳輸算子和系統(tǒng)的模擬 127
5.4 離散系統(tǒng)的零輸入響應(yīng) 130
5.5 離散系統(tǒng)的單位響應(yīng) 135
5.6 離散信號(hào)的卷積和 139
5.7 離散系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng) 141
5.8 用MATLAB對(duì)離散信號(hào)與系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)域分析 146
本章小結(jié) 146
習(xí)題5 146
第6章 離散時(shí)間信號(hào)與系統(tǒng)的z域分析 147
6.1 離散信號(hào)的z變換 147
6.2 z變換的基本性質(zhì) 152
6.3 z反變換 160
6.4 離散系統(tǒng)的差分方程的z域求解 162
6.5 離散系統(tǒng)的z域分析 165
6.6 系統(tǒng)傳遞函數(shù)的零、極點(diǎn)及系統(tǒng)的穩(wěn)定性判定 170
6.7 離散系統(tǒng)的頻域響應(yīng) 173
6.8 離散系統(tǒng)z域分析的MATLAB實(shí)現(xiàn) 175
本章小結(jié) 175
習(xí)題6 175
第7章 系統(tǒng)的狀態(tài)空間分析 176
7.1 狀態(tài)空間描述 176
7.2 連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的建立 178
7.3 連續(xù)系統(tǒng)狀態(tài)方程的s域解法 185
7.4 離散系統(tǒng)的狀態(tài)變量分析法 190
7.5 系統(tǒng)狀態(tài)空間分析法的MATLAB實(shí)現(xiàn) 197
本章小結(jié) 197
習(xí)題7 197
參考文獻(xiàn) 198