信号与系统:基于MATLAB的方法
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前言

“信号与系统”课程是高等工科院校通信工程、电子信息工程、自动化、电子科学与技术、计算机科学与技术等专业的一门重要的专业基础课程。该课程的主要任务是:为学生学习后续课程和今后工作奠定必要的理论基础,培养学生养成良好的学习习惯和科学的思维方法,着力提高学生应用系统的思想和方法分析和解决客观世界实际问题的能力。随着信息科学与技术的迅速发展,该课程的应用领域也越来越广泛,几乎遍及各个工程技术学科。由于信号是信息的载体,系统是信息处理的手段,因此,作为研究信号与系统基本理论和方法的“信号与系统”课程,必然要与信息科学技术的发展趋势相一致,为此,本书编者结合自身教学改革与实践的成果,在参阅国内外相关优秀教材的基础上,编写了本教材。

本书根据电子信息类专业教学指导委员会关于“信号与系统”课程教学基本要求,贯彻工科专业基础课教材立足于“加强基础,精选内容;结合实际,逐步更新;突出重点,利于教学”的指导思想精心编写而成。在构架上,本书采用先“信号分析”后“系统分析”,先“连续”后“离散”,先“时域”后“变换域”的模式,既体现了信号与系统两者之间理论分析上相对独立和内容上相互并行的特点,又遵循了先易后难、循序渐进的教学原则。在编写上,本书强调基本理论、基本概念和基本方法,遵循由浅入深、循序渐进的教学规律,系统地组织教学内容,以MATLAB应用为手段,将经典理论与现代计算技术相结合,注重概念,突出应用,图文并茂,有利于读者理解与掌握本课程知识点。同时,本书注重重点和难点的诠释与分析,为了便于教学和加深读者对基本概念的理解并方便读者的自查自检,本书配有大量例题和习题。

本书主要阐述信号的时域与变换域分析,线性时不变系统的描述与特性,信号通过线性时不变系统的时域与变换域分析方法,并简要介绍了频域分析与复频域分析在通信系统和控制系统等方面的应用。

本书绪论介绍信号与系统的基本概念及MATLAB软件平台;第1章介绍常用连续时间信号、连续时间信号的基本运算与分解;第2章介绍系统的分类、卷积及其性质以及LTI系统响应的求解;第3章介绍周期信号的傅里叶级数、非周期信号的傅里叶变换及其性质、LTI连续系统的频域分析方法;第4章介绍拉普拉斯变换及其性质、单边拉普拉斯的逆变换、连续系统的拉普拉斯分析、系统函数和系统稳定性、连续系统的s域模拟;第5章介绍连续信号的抽样定理、傅里叶分析在通信系统中的应用、拉普拉斯分析在经典控制中的应用;第6章介绍离散时间基本信号、离散信号的卷积和、离散系统的算子方程、离散系统响应的求解;第7章介绍Z变换及其性质、Z逆变换、离散系统的Z域分析、差分方程的Z域解、离散系统的频率响应、离散系统函数与系统特性的关系、离散系统的稳定性;第8章介绍状态空间描述、连续系统状态空间方程的建立、连续系统状态空间方程的求解、离散系统状态空间分析、系统函数矩阵和系统稳定性。

本书绪论、第1章、第4章和第8章由谭鸽伟执笔,第2章和第3章由冯桂执笔,第5章和第7章由黄公彝执笔,第6章由胡朝炜执笔,全书由谭鸽伟统稿。

在本书的编写过程中得到华侨大学教务处、信息科学与工程学院有关领导和老师的关心与协作,以及清华大学出版社盛东亮编辑、MathWorks公司卓金武先生的大力支持,在此一并致以诚挚的感谢。

由于编者水平有限且时间比较仓促,书中难免有欠妥之处,恳请广大同行和读者批评指正。

编者

2018年10月15日于厦门