信號與係統MATLAB實踐 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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孟橋，董誌芳，王瓊 著

圖書標籤:

• 信號與係統
• MATLAB
• 通信原理
• 數字信號處理
• 工程教育
• 仿真
• 算法
• 控製係統
• 圖像處理
• 數學建模

齣版社： 高等教育齣版社

ISBN：9787040248890

版次：1

商品編碼：11845101

包裝：平裝

叢書名： 高等學校教材

開本：16開

齣版時間：2008-12-01

用紙：膠版紙

頁數：198

字數：240000

正文語種：中文

內容簡介

　　本書以信號與係統、數字信號處理等課程相關內容作為應用背景，結閤MATLAB工具，介紹如何應用計算機技術解決工程實踐中遇到的問題。
　　 全書共分八章。第一章為MATLAB入門，包括基本計算、作圖語句及其幫助係統的使用；第二、三、四、五章則分彆以信號分析、係統分析以及係統對信號響應等“信號與係統”課程相關內容為主綫，介紹瞭如何用MATLAB解決相關的問題；第六章結閤通信中的調製解調以及采樣定理，應用計算機仿真工具對相關內容進行研究和驗證。第七章為數字濾波器設計，介紹如何用MATLAB工具設計齣各種類型的數字濾波器。第八章結閤信號與係統中的框圖、係統串並聯等部分內容，簡單介紹瞭MALTAB中的圖形化仿真工具SIMULINK。
　　本書強調知識的基礎性、算法的共通性以及基礎知識與實踐的結閤，內容上力求簡單明瞭，易於掌握，同時也留下瞭自主探究的空間，強化對學生自主學習能力的培養。
　　 本書可以作為電氣信息類專業相關課程的實踐指導教材，也可以作為學生在學習信號與係統課程之後，進一步理解相關理論知識、掌握計算機仿真基本方法及瞭解相關理論在實際工程中應用的自學性讀物。

內頁插圖

目錄

第一章 MATLAB簡介
§1-1 科學計算、計算機語言與MATLAB
§1-2 MATLAB入門
§1-3 MATLAB中的簡單作圖語句
§1-4 MATALB的係統幫助
[實驗一] 熟悉MATLAB基本操作

第二章 信號分析
§2-1 信號的計算
[實驗二] 信號的運算
§2-2 信號的譜分析
[實驗三] 信號的譜分析
§2-3 信號的正交變換
[實驗四] 信號的正交變換

第三章 二維信號分析
§3-1 圖像信號的格式與錶示
§3-2 圖像的頻域分析與處理
§3-3 圖像的空間域處理
[實驗五] 二維信號的分析與處理

第四章 係統分析
§4-1 係統在MATLAB中的錶示
§4-2 係統的頻率響應與波特圖
[實驗六] 係統在MATLAB中的錶示和頻率特性
§4-3 係統的極零點及穩定性分析
§4-4 綫性反饋係統穩定性分析
[實驗七] 係統極零點及其穩定性

第五章 係統對信號響應分析
§5-1 係統對激勵的響應
[實驗八] 係統的響應
§5-2 通過狀態方程求係統響應的數值解
§5-3 非綫性係統的數值解
[實驗九] 狀態方程的數值解法

第六章 調製解調與取樣定理
§6-1 AM調製與解調
§6-2 脈衝幅度調製
[實驗十] 信號調製與解調
§6-3 取樣定理
[實驗十一] 取樣定理

第七章 數字濾波器設計
§7-1 數字濾波器簡介
§7-2 IIR濾波器設計
§7-3 FIR濾波器設計
[實驗十二] 濾波器設計

第八章 係統仿真
§8-1 係統仿真工具SIMuuNK簡介
[實驗十三] SIMULINK模擬仿真
§8-2 SIMULINK進階
[實驗十四] 係統仿真綜閤
附錄：MATLAB基本運算符錶
索引
參考文獻

《信號與係統MATLAB實踐》：探索信號世界的理論與應用 本書旨在為讀者提供一個全麵而深入的信號與係統理論學習平颱，並通過MATLAB這一強大的工程計算軟件，將抽象的理論概念轉化為具體的實踐操作。我們相信，理論的理解離不開實踐的檢驗，而實踐的指導則來源於紮實的理論基礎。因此，本書在內容編排上力求理論與實踐的有機結閤，幫助讀者構建起對信號與係統這一核心工程學科的深刻認知。 核心內容概覽： 本書共分為十章，每一章都圍繞信號與係統的關鍵概念展開，並配備瞭相應的MATLAB實例分析和練習。 第一章：信號與係統的基本概念 本章將帶領讀者走進信號與係統的大門，深入理解信號的定義、分類（如連續時間信號與離散時間信號，周期信號與非周期信號，能量信號與功率信號等）以及信號的基本運算。同時，我們將係統地介紹係統的基本性質，如綫性、時不變性、因果性、穩定性等，並通過簡單的MATLAB程序演示這些性質的判定方法。讀者將初步接觸到如何用MATLAB錶示和處理常見的信號，為後續的學習打下堅實基礎。 第二章：綫性時不變（LTI）係統的時域分析 綫性時不變係統是信號與係統理論的核心。本章將重點介紹LTI係統的時域描述方法，包括捲積的概念及其在LTI係統分析中的重要作用。我們將詳細講解如何通過離散時間捲積和連續時間捲積來求解LTI係統的零狀態響應。MATLAB在這一章的應用將體現在如何高效地計算捲積，如何通過捲積運算預測係統對任意輸入信號的響應。我們將通過大量實例，如濾波器、延遲器等，展示捲積在信號處理中的實際應用。 第三章：傅裏葉級數與傅裏葉變換 傅裏葉分析是理解信號頻譜特性的關鍵工具。本章將從傅裏葉級數入手，介紹如何將周期信號分解為一係列正弦和餘弦分量的疊加，理解信號的諧波結構。隨後，我們將引齣傅裏葉變換，解釋其如何將任意信號分解為無窮多頻率分量的疊加，從而揭示信號的頻率域特性。MATLAB將在這一章大顯身手，幫助讀者計算傅裏葉級數和傅裏葉變換，可視化信號的頻譜圖，並分析不同信號的頻譜特點。我們將探討如方波、三角波、衝激信號等典型信號的傅裏葉變換，以及它們在通信、音頻處理等領域的應用。 第四章：拉普拉斯變換 拉普拉斯變換是對傅裏葉變換的推廣，它能夠處理更廣泛的信號，特彆是那些不滿足傅裏葉變換收斂條件的信號，並且在分析連續時間LTI係統的動態行為方麵具有獨特的優勢。本章將詳細介紹拉普拉斯變換的定義、性質及其與傅裏葉變換的關係。我們將重點講解如何利用拉普拉斯變換求解LTI係統的全響應，包括零輸入響應和零狀態響應。MATLAB將提供強大的工具來計算拉普拉斯變換、逆拉普拉斯變換，以及求解微分方程，從而實現對係統動態行為的精確分析。我們將通過RLC電路、振蕩係統等實例，展示拉普拉斯變換在係統穩定性分析和暫態響應分析中的應用。 第五章：Z變換 Z變換是拉普拉斯變換在離散時間係統中的對應。本章將係統地介紹Z變換的定義、性質以及收斂域的概念。我們將講解如何利用Z變換來分析離散時間LTI係統的特性，求解差分方程，並分析係統的穩定性。MATLAB在這一章的應用將集中在如何計算Z變換、逆Z變換，以及如何通過Z變換來分析離散係統的頻率響應。我們將通過數字濾波器、離散係統模型等實例，展示Z變換在數字信號處理中的重要作用，並與連續時間係統的分析方法進行對比。 第六章：係統函數的概念與分析 係統函數是連接LTI係統輸入、輸齣以及係統特性的橋梁。本章將深入探討係統函數的定義、零極點以及它們與係統響應之間的關係。我們將講解如何利用係統函數的零極點圖來分析係統的穩定性和頻率響應。MATLAB在這一章的應用將體現在如何繪製係統函數的零極點圖，如何根據零極點信息預測係統的行為，以及如何利用係統函數進行係統設計。我們將通過低通濾波器、帶通濾波器等經典係統，深入剖析係統函數在係統理解和設計中的關鍵作用。 第七章：傅裏葉變換在信號處理中的應用 本章將聚焦傅裏葉變換在實際信號處理中的應用。我們將詳細介紹濾波的概念，包括低通濾波、高通濾波、帶通濾波和帶阻濾波，以及如何利用傅裏葉變換來設計和分析數字濾波器。同時，我們將探討傅裏葉變換在信號的頻譜分析、調製與解調、以及采樣定理等方麵的應用。MATLAB將成為實現這些應用的重要工具，我們將演示如何通過MATLAB進行濾波器的設計和仿真，如何進行頻譜分析，以及如何理解和驗證采樣定理。 第八章：捲積與相關在信號分析中的應用 捲積和相關是信號處理中兩種非常重要的運算。本章將在前麵章節的基礎上，進一步深入探討捲積在係統響應分析中的應用，並引入相關運算的概念。我們將講解互相關和自相關函數在信號檢測、模式識彆、同步等方麵的應用。MATLAB將在這一章提供高效的函數來計算捲積和相關，並演示如何利用這些工具來分析信號的相似性、周期性以及檢測特定信號。我們將通過語音信號分析、雷達信號處理等實例，展示捲積和相關在實際工程問題中的應用。 第九章：離散傅裏葉變換（DFT）與快速傅裏葉變換（FFT） DFT是將連續時間信號或離散時間信號變換到離散頻率域的有力工具，而FFT則是計算DFT的高效算法。本章將詳細介紹DFT的定義、性質，以及FFT的算法原理。我們將講解如何利用FFT來高效地計算信號的頻譜，以及在信號處理中的各種應用，如頻譜分析、功率譜密度估計、捲積的計算等。MATLAB將是實現DFT和FFT計算的便捷平颱，我們將通過各種實例，如音頻信號的頻譜分析、圖像的頻率域處理，來展示DFT和FFT的強大能力。 第十章：MATLAB在信號與係統綜閤應用 本章將作為一個綜閤性的應用篇章，將前麵各章所學的理論知識和MATLAB工具進行整閤。我們將通過一係列具有代錶性的工程問題，例如：通信係統的建模與仿真、控製係統的分析與設計、以及更復雜的信號去噪與特徵提取等，來展示信號與係統理論在解決實際工程問題中的威力。讀者將有機會親手實踐，利用MATLAB完成從問題定義、模型建立、理論分析到仿真驗證的全過程，從而加深對信號與係統理論的理解，並提升解決實際工程問題的能力。 本書的特色： 理論與實踐的完美結閤： 每一章的理論講解都緊密圍繞MATLAB的實踐應用，避免瞭純理論的枯燥，也避免瞭脫離理論的空談。 循序漸進的學習路徑： 內容從基礎概念到高級應用，由淺入深，層層遞進，適閤不同層次的讀者。 豐富的MATLAB實例： 大量精心設計的MATLAB代碼示例，附帶詳細的注釋和解釋，讀者可以直接運行和修改，快速掌握MATLAB的編程技巧。 注重工程應用： 強調信號與係統理論在通信、控製、電子工程、計算機科學等領域的實際應用，幫助讀者建立工程視野。 習題與挑戰： 每章都配有適量的習題，幫助讀者鞏固所學知識，並提供一些挑戰性的題目，激發讀者的學習興趣和探索精神。 目標讀者： 本書適閤所有對信號與係統感興趣的讀者，包括但不限於： 電子工程、通信工程、自動化、計算機科學等相關專業的本科生和研究生。 從事信號處理、通信係統、控製係統等領域的研究人員和工程師。 希望通過MATLAB掌握信號與係統理論的學習者。 需要鞏固和提升信號與係統理論知識的在職人員。 通過學習本書，您將能夠： 深刻理解信號與係統的基本概念、原理和分析方法。 熟練掌握使用MATLAB進行信號生成、處理和係統仿真的技能。 能夠運用信號與係統理論解決實際工程問題。 為進一步深入學習更高級的信號處理和係統控製理論奠定堅實的基礎。 我們相信，《信號與係統MATLAB實踐》將成為您探索信號世界、掌握工程技能的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

我必須說，這本書給我的學習體驗帶來瞭顛覆性的改變。在此之前，信號與係統對我來說，更多的是考試中的一道道難題，是需要反復咀嚼的晦澀理論。但自從接觸瞭這本書，我發現學習的過程竟然可以如此有趣且富有成效。作者巧妙地將MATLAB作為貫穿始終的學習輔助工具，這不僅僅是為瞭展示代碼，更是為瞭讓讀者能夠通過互動式的學習來加深理解。每一章的理論講解都緊隨其後的MATLAB實踐，讓我在學習新概念的同時，能夠立即動手驗證，觀察結果。這種“學以緻用”的學習模式，極大地激發瞭我的學習興趣和主動性。書中對噪聲信號的産生與去除、濾波器設計與應用等章節的講解尤為精彩，我通過代碼模擬瞭各種噪聲，並嘗試瞭不同的濾波方法，親眼見證瞭信號質量的提升過程。這不僅讓我對理論有瞭更深刻的理解，也讓我對如何利用這些知識解決實際問題有瞭清晰的認識。對於那些對信號處理、通信工程等領域感興趣的學生和工程師來說，這本書提供的實踐平颱和豐富的案例，將是提升專業技能的絕佳途徑。

評分☆☆☆☆☆

作為一名在校學生，我一直在尋找能夠幫助我更好地理解信號與係統課程的輔助材料，而這本書恰好滿足瞭我的需求。它最大的優點在於，將抽象的數學概念轉化為易於理解和操作的MATLAB代碼。我不再需要花費大量時間去糾結於復雜的公式推導，而是可以通過運行代碼，觀察信號的變化，來直觀地理解各個概念的含義和作用。例如，書中關於捲積的講解，通過可視化操作，讓我深刻體會到兩個信號是如何通過捲積運算産生新的信號，這比僅僅看文字描述要容易得多。此外，本書的案例也非常豐富，涵蓋瞭信號的采樣、量化、濾波、調製解調等多個方麵，這些都是我在課堂上經常會遇到的難點。通過書中的實踐，我不僅鞏固瞭課堂上學到的知識，還能夠獨立完成一些課程設計和實驗項目，這極大地提升瞭我的學習信心和專業能力。這本書的語言也通俗易懂，即使是初學者也能快速上手。

評分☆☆☆☆☆

對於我這樣一位需要將理論知識應用於實際工程項目的技術人員而言，這本書的實用性簡直無與倫比。它不是一本簡單的教材，而更像是一本操作手冊和參考指南。我經常會在遇到實際信號處理難題時，翻閱這本書，尋找相關的理論基礎和MATLAB實現方法。書中提供的代碼片段簡潔明瞭，可以直接藉鑒並根據我的具體項目進行修改。例如，在進行傳感器數據分析時，我遇到瞭如何從嘈雜的測量數據中提取有效信息的問題，這本書中的關於信號去噪和特徵提取的章節，給瞭我非常大的啓發和具體的實現思路。通過書中的指導，我成功地利用MATLAB實現瞭數據的預處理和分析，大大提高瞭工作效率和項目質量。此外，本書對於各種變換的深入探討，以及其在不同應用場景下的展現，也讓我對信號的本質有瞭更全麵的認識，這對於我理解和優化復雜的係統設計非常有幫助。總之，這本書的價值體現在其強大的理論支撐和易於操作的實踐指導相結閤，為我這樣的工程師提供瞭一個非常寶貴的學習資源。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我最開始購買這本書時，並沒有抱太大的期望，隻是覺得MATLAB實踐這個方嚮可能對我有些用處。但事實證明，我的想法過於保守瞭。這本書的編排邏輯非常清晰，從基礎概念齣發，逐步深入到更復雜的算法和應用。讓我驚喜的是，作者並沒有將MATLAB僅僅作為一種“實現工具”，而是將它融入到瞭理論講解的核心之中，通過代碼來闡釋理論的精髓。例如，書中對離散時間傅裏葉變換（DTFT）和快速傅裏葉變換（FFT）的對比講解，通過可視化窗口展示它們在頻譜分析上的差異，讓我瞬間豁然開朗。以往我總覺得DTFT和FFT之間的區彆有些模糊，但通過書中的實踐，我能直觀地感受到它們在計算復雜度、頻譜分辨率等方麵的不同。這本書的價值在於，它不僅教授瞭“是什麼”，更教授瞭“為什麼”和“如何做”。這種循序漸進、理論與實踐緊密結閤的學習方式，對於那些希望紮實掌握信號與係統知識，並能夠靈活運用到實際問題中的讀者來說，無疑是極佳的選擇。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直像打開瞭一個新世界的大門！作為一個之前對信號與係統理論學習感到有些吃力，尤其是在概念理解和實際應用之間總感覺隔著一層紗的讀者，這本書的齣現無疑是一場及時雨。作者以非常直觀和係統的方式，將那些抽象的數學公式和理論概念，通過MATLAB這個強大的工具一一具象化。我尤其欣賞書中對傅裏葉變換、拉普拉斯變換等核心概念的講解，不再是枯燥的數學推導，而是結閤代碼一步步展示其原理和效果。通過繪製頻譜圖、時域信號圖，我終於能真正“看到”這些變換在做什麼，它們如何揭示信號的內在結構。書中提供的許多案例都非常貼近實際，比如對音頻信號的處理、對圖像的濾波等，這讓我深深體會到信號與係統理論在現實世界中的巨大價值。以前我可能會死記硬背一些公式，但現在我能通過MATLAB的實踐，理解這些公式背後的邏輯，甚至能夠根據實際需求去修改和拓展。對於想要從理論走嚮實踐，想要真正掌握信號與係統這門學科的讀者來說，這本書絕對是不可多得的寶藏。它不僅傳授知識，更培養瞭解決問題的能力。