《信號、系統分析與控制（MATLAB版）》是2013年西安電子科技出版社出版的圖書，作者是劉國良。
基本介紹
- 中文名：信號、系統分析與控制（MATLAB版）
- 作者：劉國良
- 出版時間：2013年11月
- 出版社：西安電子科技出版社
- ISBN：9787560631103
- 類別：自動化類圖
內容簡介,圖書目錄,
內容簡介
本書重點突出，構思新穎，實踐性強，內容敘述清楚、深入淺出、詳略得當，著重於突出基礎性、系統性、實用性和先進性，並注重理論與實踐結合，以及知識運用能力與創新意識的培養。
本書可作為本科通信與電子信息類、自控與計算機等專業的基礎課教材，也可以作為專科學校相關專業的教材。
圖書目錄
第1章 信號與系統的基本知識 （1）
1.1 信號分析概述 （1）
1.1.1 信號、訊息和信息 （1）
1.1.2 信號的描述與分類 （2）
1.1.3 信號分析 （5）
1.2 系統的概論 （6）
1.2.1 系統的分類與描述 （6）
1.2.2 系統分析 （7）
1.2.3 系統控制 （8）
1.3 線性、時不變系統 （9）
1.3.1 線性系統 （9）
1.3.2 時不變（或移不變）性 （10）
1.3.3 線性時不變（或移不變）系統
（11）
1.3.4 線性時不變系統的性質 （11）
1.4 因果穩定系統 （12）
1.4.1 因果系統 （12）
1.4.2 穩定系統 （12）
1.4.3 因果穩定系統 （12）
1.5 線性時不變系統的分析方法 （13）
1.5.1 線性時不變系統分析的意義 （13）
1.5.2 系統分析的外部法 （13）
1.5.3 系統分析的內部法 （14）
1.6 LTI系統模型 （14）
1.6.1 傳遞函式模型 （14）
1.6.2 零極點增益與部分分式模型 （15）
1.6.3 狀態空間模型 （16）
1.6.4 模型的轉換 （17）
1.6.5 minreal()函式與最小實現系統 （20）
1.7 LTI系統的連線 （21）
1.7.1 系統串聯連線與series()函式 （21）
1.7.2 系統並聯連線與parallel()函式 （22）
1.7.3 系統增廣聯接與append()函式 （23）
1.7.4 閉環系統與輸出反饋系統的連線 （25）
1.7.5 輸出反饋連線與feedback()函式 （26）
練習與思考 （29）
第2章 信號的時域分析 （31）
2.1 連續周期信號及其分析 （31）
2.1.1 連續周期信號 （31）
2.1.2 連續周期信號的時域分析 （33）
2.2 連續非周期信號 （35）
2.2.1 非周期方波信號 （35）
2.2.2 非周期三角波 （35）
2.2.3 抽樣信號 （36）
2.2.4 單邊實指數信號 （37）
2.2.5 復指數信號 （37）
2.3 奇異信號與連續非周期信號的時域分析 （38）
2.3.1 單位階躍信號與單位斜坡信號 （38）
2.3.2 單位衝激信號 （41）
2.3.3 衝激偶 （43）
2.3.4 奇異信號之間的關係 （44）
2.3.5 非周期信號的時域分析 （44）
2.4 離散時間信號 （45）
2.4.1 序列 （45）
2.4.2 常見的離散信號 （47）
2.5 信號的能量和功率 （52）
2.5.1 能量信號和功率信號 （53）
2.5.2 連續周期信號的功率譜 （54）
2.5.3 連續非周期信號的功率譜 （55）
2.5.4 離散信號的能量與功率 （55
練習與思考 （56）
第3章 信號的時域運算與變換 （58）
3.1 連續信號的尺度變換 （58）
3.1.1 連續信號的數乘與幅度變換 （58）
3.1.2 連續信號的時間尺度變換 （58）
3.2 序列的尺度變換 （59）
3.2.1 序列的數乘與幅度變換 （59）
3.2.2 序列的抽取與插值（時間尺度變換） （60）
3.3 信號的時域變換 （61）
3.3.1 信號的時移 （61）
3.3.2 信號的反褶 （62）
3.3.3 信號的倒相 （62）
3.4 信號的基本運算 （64）
3.4.1 信號的加（減）運算 （64）
3.4.2 信號的相乘 （64）
3.4.3 連續信號的微分與積分 （66）
3.4.4 離散信號的差分與累加求和 （69）
3.5 信號的卷積 （70）
3.5.1 連續信號的卷積 （71）
3.5.2 線性離散卷積 （74）
練習與思考 （79）
第4章 連續信號的頻域分析 （81）
4.1 連續周期信號的頻域分析 （81）
4.1.1 頻譜的概念 （81）
4.1.2 典型連續周期信號的傅立葉級數 （82）
4.1.3 連續周期信號的頻譜分析 （85）
4.2 連續非周期信號的頻域分析 （87）
4.2.1 從傅立葉級數到傅立葉變換 （87）
4.2.2 傅立葉變換對與頻譜密度函式 （88）
4.2.3 傅立葉變換的性質 （91）
4.2.4 幾種典型非周期信號的頻域分析 （93）
4.3 連續信號的復頻域分析 （96）
4.3.1 拉普拉斯變換 （96）
4.3.2 常見信號的拉普拉斯變換 （98）
4.3.3 拉普拉斯反變換 （99）
4.3.4 拉普拉斯變換的性質 （102）
4.4 連續信號的調製與解調 （104）
4.4.1 信號的調幅 （105）
4.4.2 調幅波的解調 （109）
4.4.3 連續信號的調頻、調相與解調 （111）
4.4.4 調製函式modulate()和解調函式demod() （112）
4.5 連續信號的採樣 （114）
4.5.1 信號的採樣 （114）
4.5.2 時域採樣與Nyquist採樣定理 （116）
4.5.3 信號恢復與理想低通濾波器 （117）
練習與思考 （119）
第5章 離散信號的頻域分析 （122）
5.1 離散信號的Z域分析 （122）
5.1.1 Z變換的定義 （122）
5.1.2 Z逆變換 （124）
5.2 離散傅立葉變換（DTFT） （126）
5.2.1 序列傅立葉變換（DTFT）的定義 （126）
5.2.2 離散信號DTFT與連續信號CTFT的比較 （126）
5.2.3 MATLAB計算DTFT （127）
5.3 周期序列的離散傅立葉級數（DFS） （129）
5.3.1 周期序列的離散傅立葉級數（DFS）的定義 （129）
5.3.2 復指數序列的性質 （130）
5.3.3 DFS的性質 （130）
5.3.4 周期信號的頻譜 （131）
5.3.5 MATLAB 計算DFS （132）
5.3.6 周期卷積 （134）
5.4 離散傅立葉變換DFT （137）
5.4.1 計算機進行信號處理的問題 （137）
5.4.2 DFT的定義 （139）
5.4.3 DFT的性質 （143）
5.4.4 DFT的實現 （144）
5.5 循環移位與循環卷積 （145）
5.5.1 循環移位 （145）
5.5.2 循環卷積 （146）
5.5.3 循環卷積的計算 （146）
5.6 循環卷積、周期卷積與線性卷積比較 （151）
5.6.1 用途 （151）
5.6.2 對序列長度的要求 （151）
5.6.3 移位方法 （151）
5.6.4 卷積結果比較 （151）
練習與思考 （152）
第6章 快速傅立葉變換（FFT） （154）
6.1 FFT的概念 （154）
6.1.1 各種離散傅立葉變換總結 （154）
6.1.2 DFT的快速算法——FFT （155）
6.1.3 旋轉因子的特點 （155）
6.2 FFT的基2算法 （155）
6.2.1 減少運算量的分析 （155）
6.2.2 FFT“基2”—時域抽取算法 （156）
6.2.3 DITFFT算法與直接計算DFT運算量的比較 （158）
6.2.4 DITFFT的運算規律 （158）
6.2.5 DITIFFT的運算規律 （159）
6.2.6 頻率抽取法 （160）
6.3 MATLAB實現FFT的相關常用函式 （160）
6.3.1 fft(x)和ifft(X) （160）
6.3.2 fftshift()和ifftshift() （161）
6.4 用FFT進行信號分析 （162）
6.4.1 用FFT計算圓周卷積 （162）
6.4.2 用FFT求周期卷積 （163）
6.4.3 用FFT計算線性卷積 （163）
6.4.4 用FFT進行頻譜分析 （163）
練習與思考 （165）
第7章 連續系統的時域和頻域分析 （167）
7.1 線性系統信號分析 （167）
7.1.1 信號作用於LTI系統的回響 （167）
7.1.2 無失真傳輸 （168）
7.1.3 理想低通濾波器 （169）
7.2 連續系統的時域回響 （170）
7.2.1 LTI系統的數學模型與微分方程 （170）
7.2.2 微分方程的經典解與連續系統的完全回響 （171）
7.2.3 連續系統的零輸入、零狀態回響 （173）
7.2.4 LTI系統的單位衝激回響與impulse()函式 （176）
7.2.5 連續系統的單位階躍回響與step()函式 （177）
7.3 連續系統的系統函式 （179）
7.3.1 連續系統的系統函式的定義 （179）
7.3.2 tf()函式求系統函式 （180）
7.3.3 lsim()函式與微分方程的零狀態解 （181）
7.4 連續系統的頻域分析法 （182）
7.4.1 頻率回響H(jω)與頻域分析法的定義 （182）
7.4.2 連續系統頻域分析的方法 （183）
7.4.3 低通濾波電路的幅頻特性 （184）
7.5 連續系統的復頻域分析法 （185）
7.5.1 常見電路和元器件的復頻域模型 （185）
7.5.2 系統復頻域模型 （187）
7.5.3 基於MATLAB的電路分析 （190）
7.5.4 拉普拉斯變換求解微分方程 （192）
練習與思考 （195）
第8章 離散系統的時域和頻域分析 （199）
8.1 離散時間系統的時域回響 （199）
8.1.1 離散系統數學模型的建立 （199）
8.1.2 離散系統的零狀態回響 （201）
8.1.3 離散系統的衝激回響和階躍回響 （202）
8.1.4 差分方程的疊代解法 （204）
8.2 差分方程的Z域解法與離散系統函式 （206）
8.2.1 離散系統差分方程的Z域解法 （206）
8.2.2 離散系統函式 （208）
8.3 系統函式的轉換 （209）
8.3.1 連續系統函式轉換為離散系統函式 （209）
8.3.2 離散系統函式轉換為連續系統函式 （209）
8.4 離散系統頻域分析 （210）
8.4.1 離散系統的頻率回響 （210）
8.4.2 離散系統輸出的頻域計算 （211）
8.5 FFT實現系統的分析 （212）
8.5.1 用FFT進行離散系統的分析 （212）
8.5.2 用FFT進行連續系統的分析 （214）
練習與思考 （218）
第9章 系統函式的零極點分析 （220）
9.1 系統零極點的概念及求解 （220）
9.1.1 系統的零極點 （220）
9.1.2 求系統的零極點 （222）
9.1.3 繪製系統的零極點圖 （222）
9.2 系統的零極點分布與時域特性 （224）
9.2.1 連續系統的零極點分布與時域特性 （224）
9.2.2 離散系統的零極點分布與時域特性 （226）
9.3 系統的零極點分布與頻域特性 （227）
9.3.1 連續系統的零極點分布與頻域特性 （227）
9.3.2 離散系統的零極點分布與頻域特性 （229）
9.4 系統函式與零、極點轉換 （230）
9.4.1 零、極點轉換為系統函式 （230）
9.4.2 系統函式轉換為零、極點 （230）
練習與思考 （231）
第10章 LTI控制系統分析 （233）
10.1 經典分析法基礎 （233）
10.1.1 典型的輸入信號 （233）
10.1.2 動態過程和穩態過程 （234）
10.1.3 求線性系統的穩態值、峰值、峰值時間、誤差面積和最大超調量 （235）
10.2 線性控制系統的時域回響 （236）
10.2.2 二階系統的時域回響 （239）
10.3 線性控制系統的頻域分析 （244）
10.3.1 對數頻率特性圖與bode()函式 （244）
10.3.2 幅相頻率特性圖與nyquist()函式 （246）
10.3.3 其他常用頻域分析函式 （248）
10.4 控制系統的根軌跡分析 （249）
10.4.1 根軌跡圖繪製與rlocus()函式 （250）
10.4.2 rlocfind()函式 （252）
10.4.3 根軌跡中開環增益與系統的性能 （253）
練習與思考 （254）
第11章 系統穩定性分析 （256）
11.1 零極點分布與LTI系統的穩定性 （256）
11.1.1 連續系統的穩定性條件 （256）
11.1.2 離散系統的穩定性條件 （260）
11.1.3 控制系統的穩定性 （261）
11.1.4 最小相位系統 （263）
11.1.5 開環零、極點對系統的影響 （264）
11.2 特徵根與時域穩定性分析 （264）
11.2.1 特徵根與系統的穩定性 （265）
11.2.2 間接判別（工程方法）與勞斯(Routh)判據 （266）
11.2.3 直接求根法確定系統的穩定性 （268）
11.2.4 根軌跡中開環增益與穩定性 （269）
11.3 頻域穩定性分析與Nyquist判據 （272）
11.3.1 穿越頻率、剪下頻率、截止頻率與交界頻率 （273）
11.3.2 增益裕量、相位裕量與系統穩定性 （273）
11.3.3 系統穩定的Nyquist判據 （275）
11.3.4 用插值法尋找臨界增益 （277）
11.3.5 最小相位系統穩定的bode圖判據與margin()函式 （279）
練習與思考 （281）
第12章 線性系統的校正 （283）
12.1 相位校正的原理 （283）
12.1.1 系統校正的概念 （283）
12.1.2 設計方法 （284）
12.1.3 頻域的串聯校正原理 （285）
12.1.4 控制系統的性能指標分析 （285）
12.2 相位滯後無源校正網路 （289）
12.2.1 相位滯後無源校正的原理 （289）
12.2.2 相位滯後校正器的設計 （291）
12.3 相位超前無源校正網路 （295）
12.3.1 相位超前校正的原理和方法 （295）
12.3.2 相位超前校正器的設計 （297）
12.4 相位“滯後超前”無源校正網路 （304）
12.4.1 相位“滯後超前”校正器的原理 （305）
12.4.2 “滯後超前”校正器的設計 （307）
12.5 控制系統的基本環節 （311）
12.5.1 比例環節 （311）
12.5.2 慣性環節 （313）
12.5.3 積分環節與比例積分環節 （314）
12.5.4 比例微分（PD）環節 （315）
12.5.5 PID環節 （317）
練習與思考 （318）
附錄1 連續傅立葉變換性質及其對偶關係表 （320）
附錄2 幾種典型波形的傅立葉變換表 （321）
附錄3 幾種常用信號的連續傅立葉變換對及其對偶關係表 （324）
附錄4 拉普拉斯變換的基本性質 （326）
附錄5 常用函式的拉氏變換和Z變換表 （327）
附錄6 部分練習題參考答案 （328）
參考文獻 （344）
