基於MATLAB的信號與係統實驗指導 甘俊英、鬍異丁 9787302152514 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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甘俊英，鬍異丁 著

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• MATLAB
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• 甘俊英

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出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302152514

商品编码：29306993605

包装：平装

出版时间：2007-08-01

基本信息

書名：基於MATLAB的信號與係統實驗指導

定價：16.00元

作者：甘俊英、鬍異丁

齣版社：清華大學齣版社

齣版日期：2007-08-01

ISBN：9787302152514

字數：203000

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：12k

商品重量：0.241kg

編輯推薦

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內容提要

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本書是高等院校理工科關於信號與係統課程計算機仿真的實驗教材。
全書共分為15章。章簡要介紹瞭MATLAB的入門知識；第2章~5章分彆圍繞信號與係統課程的重點和難點，介紹瞭連續時間係統的時域、頻域、復頻域分析，離散時間係統的時域、z域分析以及係統的狀態變量分析。本書詳細介紹瞭利用MATLAB進行信號與係統分析的基本方法和原理，並通過大量實例進行瞭說明。同時，第2章～5章還提供瞭編程練習題，供讀者獨立實踐，進一步加深對信號與係統分析方法和原理的理解。
本書針對性和操作性強，可作為電子信息工程、通信工程、信息工程、自動控製工程、生物醫學工程、電氣自動化、自動化和計算機等專業學生的實驗教材，也可供相關領域的教師與工程技術人員參考。

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：理論的探索與實現的藝術 在現代科學技術飛速發展的浪潮中，信號與係統作為一門基礎而核心的學科，貫穿於電子工程、通信工程、自動控製、計算機科學以及眾多交叉學科的研究與應用之中。它不僅是理解和處理現實世界中各種現象的理論基石，更是推動技術革新與社會進步的驅動力。本書旨在為讀者提供一個係統、深入且實用的學習體驗，帶領大傢走進信號與係統的奇妙世界，掌握其精髓，並學會將其轉化為解決實際問題的強大工具。 一、 信號的本質與分類：萬物皆信號 信號，是承載信息的載體。從自然界的聲波、光波、電磁波，到人類社會産生的語音、圖像、數據流，再到生物體內的神經電信號，無一不以信號的形式存在和傳遞。理解信號的本質，是學習信號與係統的第一步。本書將從信號的基本概念齣發，深入剖析信號的各種特性，例如幅度、頻率、相位、能量、功率等，並引導讀者理解它們的物理意義和數學錶示。 我們將係統地介紹各種類型的信號，以便讀者能夠根據不同的應用場景進行識彆和處理： 連續時間信號與離散時間信號： 這是信號分類中的基本維度。連續時間信號在時間軸上是連續的，例如模擬語音信號；而離散時間信號則是在時間上離散取樣的，例如數字音頻信號。我們將探討它們之間的聯係與區彆，以及從連續到離散的采樣過程，這是數字信號處理的基礎。 周期信號與非周期信號： 周期信號在時間上具有重復性，其規律性為分析提供瞭便利。我們將學習傅裏葉級數等工具來分解周期信號。非周期信號則缺乏這種重復性，需要藉助傅裏葉變換進行分析。 能量信號與功率信號： 這一分類依據信號的總能量或平均功率。能量信號的能量是有限的，例如短暫的脈衝信號；而功率信號的功率是有限的，例如持續存在的正弦波。理解這一概念有助於選擇閤適的信號處理方法。 確定性信號與隨機信號： 確定性信號的未來取值可以完全預知，如數學函數描述的信號。而隨機信號的未來取值則包含不確定性，需要用概率統計的方法來描述，如通信中的噪聲信號。 通過對這些信號類型的細緻講解和豐富實例的展示，讀者將建立起對信號的全麵認識，能夠準確地描述和分析遇到的各種信號。 二、 係統的構成與特性：信息的轉換與處理 係統，是對輸入信號進行處理，並産生輸齣信號的任意物理、數學或抽象模型。從收音機接收電磁波並轉換為聲音，到計算機處理鍵盤輸入並顯示畫麵，再到工業生産綫上的自動化控製，都離不開係統的運作。本書將深入探討係統的基本概念和關鍵特性： 係統的數學模型： 我們將學習如何用數學方程來描述一個係統，特彆是利用微分方程和差分方程來錶示連續時間係統和離散時間係統。這為後續的分析奠定瞭數學基礎。 係統的基本特性： 掌握這些特性對於理解和設計係統至關重要。 綫性（Linearity）： 綫性係統滿足疊加性和齊次性，即輸入信號的綫性組閤會導緻輸齣信號相同的綫性組閤。這是係統分析中最基本也是最重要的性質之一。 時不變性（Time-Invariance）： 時不變係統是指其性質不隨時間變化，輸入信號的延遲會導緻輸齣信號相同的延遲。 因果性（Causality）： 因果係統是指其輸齣隻取決於當前和過去的輸入，而不取決於未來的輸入。這在實際係統中是普遍存在的，因為現實世界的因果關係是不可能顛倒的。 穩定性（Stability）： 穩定係統是指當輸入信號有界時，輸齣信號也是有界的。不穩定的係統可能會産生失控或損壞。我們將學習分析係統穩定性的判據。 係統的時域分析： 衝激響應（Impulse Response）： 衝激響應是錶徵綫性時不變（LTI）係統的最基本信息。我們學習如何通過捲積運算，利用衝激響應來預測任何輸入信號下的係統輸齣。 捲積（Convolution）： 捲積是 LTI 係統分析的核心運算，它將輸入信號與係統的衝激響應“混閤”，從而得到輸齣信號。本書將詳細講解一維和多維捲積的計算方法，以及其在信號濾波、係統建模等方麵的應用。 係統的頻域分析： 頻域分析能夠揭示信號和係統在頻率上的特性，對於理解信號的組成成分以及係統對不同頻率信號的處理方式至關重要。 傅裏葉級數（Fourier Series）： 適用於分析周期信號，將其分解為一係列不同頻率的正弦和餘弦分量的疊加。 傅裏葉變換（Fourier Transform）： 適用於分析非周期信號，將其分解為連續的頻譜。我們將學習傅裏葉變換的性質，以及其在信號頻譜分析、濾波器設計等方麵的廣泛應用。 拉普拉斯變換（Laplace Transform）： 是一種更強大的信號分析工具，它可以處理更廣泛的信號，特彆是瞬態響應和穩定性分析。它將時域函數映射到復頻率域，為係統分析提供瞭更簡潔的數學工具。 Z變換（Z-Transform）： 是離散時間信號和係統的分析工具，與拉普拉斯變換相對應，將離散時間序列映射到復變量 z 的域。它在數字信號處理和數字控製係統中扮演著核心角色。 三、 信號與係統的工程應用：理論與實踐的橋梁 理論知識的最終目的是應用於解決實際問題。本書將通過大量的案例分析，展示信號與係統在各個工程領域的實際應用，幫助讀者將所學知識融會貫通，並激發解決實際工程問題的靈感： 通信係統： 從最基礎的模擬通信到復雜的數字通信，信號的調製、解調、編碼、解碼，以及信道的建模與分析，都離不開信號與係統的理論。我們將探討如何利用傅裏葉變換分析通信信號的頻譜，如何利用濾波來抑製噪聲，以及如何設計有效的編碼策略來提高傳輸效率和可靠性。 數字信號處理（DSP）： 這是信號與係統理論最直接的應用領域之一。音頻信號處理（如降噪、均衡）、圖像處理（如邊緣檢測、壓縮）、語音識彆、生物醫學信號分析（如心電圖、腦電圖分析）等，都高度依賴於數字信號處理技術。我們將學習如何利用離散傅裏葉變換（DFT）、快速傅裏葉變換（FFT）等算法，以及各種數字濾波器（如FIR、IIR濾波器）來實現這些功能。 自動控製係統： 在各種工業自動化、機器人、航空航天等領域，控製係統是實現精確和穩定操作的關鍵。信號與係統理論是分析和設計控製係統的基礎，特彆是利用拉普拉斯變換和Z變換來分析係統的穩定性、頻率響應和瞬態響應，以及設計控製器來達到期望的性能。 其他相關領域： 音樂閤成、地震波分析、金融時間序列分析、醫學成像等，都受益於信號與係統的強大分析能力。 四、 學習方法與建議：掌握精髓，觸類旁通 學習信號與係統並非易事，它需要嚴謹的數學思維和對物理概念的深刻理解。本書將貫穿貫穿始終地提供有效的學習方法與建議： 注重基礎概念： 確保對信號的基本定義、係統特性以及時域和頻域分析的數學工具（如傅裏葉變換、拉普拉斯變換）有紮實掌握。 勤加練習： 信號與係統是一門實踐性很強的學科，大量的習題練習是鞏固知識、提高解題能力的關鍵。 理解物理意義： 不要僅僅停留在數學公式的推導，更要理解公式背後的物理含義，例如衝激響應代錶什麼，頻率響應如何影響信號。 善用工具： 現代工程實踐離不開各種工具。本書將鼓勵讀者利用數學軟件（如MATLAB）進行仿真和驗證，從而更直觀地理解理論概念，並解決復雜的工程問題。 聯係實際： 思考所學的理論如何應用於現實世界的各種現象和工程問題，這樣可以激發學習興趣，加深理解。 本書緻力於為讀者打造一個既有深度又不失廣度的信號與係統學習平颱。通過理論講解、例題分析和應用實例的有機結閤，我們希望幫助讀者不僅掌握信號與係統的基本原理和分析方法，更能培養他們運用這些知識解決實際工程問題的能力，為他們在未來的學習和職業生涯中奠定堅實的基礎。

评分☆☆☆☆☆

在我看來，信號與係統這門學科的精髓在於理解信號的數學錶示以及係統對信號的處理過程。而MATLAB作為一種強大的數值計算和可視化工具，是探索這些奧秘的絕佳平颱。然而，許多現有的教學資源在將理論與實踐相結閤方麵做得不夠齣色，要麼理論講解過於冗長，讓人望而卻步，要麼實驗指導過於簡略，難以讓初學者建立起完整的知識體係。我一直希望找到一本既能清晰闡述信號與係統核心概念，又能提供詳盡MATLAB實驗指導的書籍。這本書在這一點上，似乎做得相當不錯。從其介紹來看，它能夠幫助讀者掌握利用MATLAB進行信號生成、變換、濾波等關鍵操作，並且強調瞭實驗過程中的原理理解。我尤其期待這本書能夠提供豐富多樣的實驗案例，覆蓋信號與係統中的重要知識點，並且能夠引導讀者從實際操作中加深對理論的認識，最終能夠靈活運用MATLAB解決實際的信號處理問題。

评分☆☆☆☆☆

我是一名研究生，正在進行與信號處理相關的研究。在實際研究中，很多時候需要對采集到的信號進行預處理、分析和建模，而MATLAB無疑是完成這些任務的強大工具。然而，我發現自己對於如何有效地利用MATLAB來解決信號與係統中的具體問題，還存在一些不足。特彆是如何將書本上抽象的理論概念，轉化為實際可操作的MATLAB代碼，並從中獲得有意義的研究結果，是我一直以來都想攻剋的難關。這本書的齣現，讓我眼前一亮。從它的內容介紹來看，它似乎能提供一條清晰的學習路徑，引導讀者從基礎信號的生成和分析，逐步深入到更復雜的係統建模和仿真。我非常期待它能夠提供詳細的MATLAB代碼示例，並且對這些代碼的邏輯和實現原理進行深入的剖析。此外，我也希望這本書能提供一些關於如何根據具體問題來選擇閤適的信號處理方法和MATLAB函數方麵的指導，這將極大地提升我解決實際研究問題的能力。

评分☆☆☆☆☆

一直以來，信號與係統這門課的實驗部分都是我學習的難點。理論知識倒是能理解個大概，但真正動手操作起來，就感覺一片茫然。尤其是在MATLAB這個強大卻又復雜的工具麵前，更是手足無措。我之前嘗試過一些零散的教學視頻和博客文章，但它們往往不成體係，要麼過於理論化，要麼就隻關注某個具體小功能的實現，讓我難以建立起完整的實驗框架。這次有幸接觸到這本書，我抱持著一絲希望，希望能找到一條清晰的學習路徑。初翻這本書，它的排版和章節劃分就顯得井井有條，讓我覺得這是一個經過深思熟慮的産物。實驗項目的設計似乎緊密圍繞著信號與係統的核心概念，比如傅裏葉變換、拉普拉斯變換、Z變換等等，這對於鞏固理論知識非常有幫助。更重要的是，它明確地指齣瞭每個實驗需要用到的MATLAB函數和基本思路，這對於我這樣的初學者來說，簡直是雪中送炭。我特彆期待的是那些包含詳細步驟和代碼示例的部分，希望能夠真正將理論轉化為實踐，讓我能夠獨立完成實驗，並且理解背後的原理。

评分☆☆☆☆☆

作為一個對信號與係統這門學科充滿好奇的學生，我一直在尋找一本能夠幫助我真正理解並掌握這門課程實驗環節的教材。過去的學習經曆中，理論部分總讓我覺得有些晦澀難懂，而實驗操作更是讓人感到手足無措。市麵上的相關書籍，有的過於偏重理論，對實驗部分的指導語焉不詳；有的則過於依賴現成的代碼，讓學生僅僅停留在“搬運工”的層麵，而未能真正理解其背後的原理。這本書在這一點上，似乎找到瞭一個很好的平衡。我注意到它在介紹實驗項目時，不僅僅是給齣操作步驟，更強調瞭實驗目的和理論背景的聯係，這對於加深理解至關重要。我期待這本書能為我提供清晰的實驗指導，包括必要的MATLAB函數解釋、代碼實現思路以及結果分析的方法。我希望通過這本書，能夠真正掌握如何運用MATLAB來模擬和分析各種信號，並且能夠獨立完成課程要求的各項實驗，從而在信號與係統這門課程的學習上取得更大的突破。

评分☆☆☆☆☆

我一直對信號處理在各個領域中的應用非常著迷，從通信係統到圖像處理，再到生物醫學工程，無處不見它的身影。然而，理論的學習終究是抽象的，我渴望能通過實際操作來更深入地理解這些概念。MATLAB作為信號處理領域最常用的工具之一，我一直想好好鑽研一番。市麵上關於MATLAB的教程很多，但真正能將信號與係統這門課的實驗內容係統化、條理化地呈現齣來的卻不多。很多書籍要麼過於側重理論推導，要麼就是羅列大量API函數，讓人不知從何下手。這本書的齣現，讓我看到瞭希望。從它的目錄來看，實驗項目涵蓋瞭從最基礎的信號生成、分析，到更復雜的濾波、變換等內容，非常全麵。我尤其看重它能夠引導讀者一步步構建齣完整的MATLAB程序，而不僅僅是提供一些零散的代碼片段。我希望通過這本書的學習，能夠熟練運用MATLAB進行信號的仿真和分析，並且能夠靈活地將學到的理論知識應用到實際的信號處理問題中去，甚至能夠自己設計齣一些簡單的信號處理算法。