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绪论 1

第1章 信号与系统的概念 6

1.1信号的定义与分类 6

信号的定义 6

信号的分类 6

1.2典型连续信号及其时域特性 10

直流信号 10

正弦信号 10

指数信号 11

复指数信号 12

抽样信号 13

1.3信号的时域变换 13

反折 13

时移 14

尺度 15

倒相 15

1.4信号的时域运算 17

相加 17

相乘 18

数乘 18

微分 18

积分 18

1.5奇异信号 19

单位斜变信号 19

单位阶跃信号 19

单位门信号 20

单位冲激信号 21

单位冲激偶信号 25

符号信号 27

1.6系统的定义与描述 27

系统的定义 27

系统的数学模型 28

系统的框图表示 28

1.7系统的性质与分类 30

系统的性质 30

系统的分类 31

1.8信号与系统概念的Matlab实现 34

连续时间信号的Matlab表示 34

常用连续时间信号的Matlab表示 35

连续信号的时域运算和变换 41

1.9典型例题解析 44

本章小结 51

自测题 55

习题 59

第2章 连续时间系统的时域分析 63

2.1连续时间系统的数学模型 63

微分方程 63

传输算子 64

2.2连续时间系统的时域模拟 65

2.3连续时间系统的响应 68

微分方程的经典解 68

起始点的跳变——0-到0+状态的转换 70

零输入响应和零状态响应 73

2.4冲激响应和阶跃响应 75

冲激响应 75

阶跃响应 78

2.5卷积积分 79

卷积积分的定义 79

卷积的图示 79

2.6卷积积分的性质 81

卷积的代数运算 81

函数与奇异函数的卷积 83

卷积的微分与积分 85

2.7求系统零状态响应的卷积积分法 86

2.8连续时间系统时域分析的Matlab实现 87

2.9典型例题解析 90

本章小结 93

自测题 95

习题 97

第3章 连续时间信号与系统的频域分析 101

3.1周期信号的傅里叶级数分析 101

周期信号的分解 102

奇、偶函数的傅里叶级数 108

傅里叶级数的指数形式 110

典型周期信号的傅里叶级数 111

3.2周期信号的频谱 115

周期信号的频谱 115

周期矩形脉冲信号的频谱 115

周期信号的功率 118

3.3非周期信号的频谱 120

傅里叶变换 120

典型非周期信号的傅里叶变换 122

奇异函数傅里叶变换 126

3.4傅里叶变换的性质 129

傅里叶变换的性质 129

相关定理 145

3.5周期信号的傅里叶变换 148

3.6取样定理 153

取样信号的频谱 153

时域取样定理 156

频域取样定理 157

3.7连续时间系统的频域分析 157

频域系统函数 158

系统对非周期信号的响应 159

系统对周期信号的响应 160

3.8无失真传输 161

3.9理想低通滤波器 165

理想低通滤波器的冲激响应 166

理想低通滤波器的阶跃响应 167

3.10调制与解调 169

3.11从抽样信号恢复连续时间信号 172

3.12连续时间信号与系统的频域分析的Matlab实现 174

3.13典型例题解析 177

本章小结 181

自测题 187

习题 190

第4章 连续时间信号与系统的复频域分析 199

4.1拉普拉斯变换 199

从傅里叶变换到拉普拉斯变换 199

拉普拉斯变换的收敛域 201

常用信号的拉普拉斯变换 202

4.2拉普拉斯变换的性质 204

4.3拉普拉斯逆变换 208

查表法 208

部分分式展开法 209

围线积分法（留数法） 211

4.4连续时间系统的复频域分析 211

微分方程的复频域解 212

电路的s域模型 212

4.5系统函数 214

系统函数H（s）的定义 214

利用系统函数求系统的零状态响应 215

4.6系统函数的零、极点分布对系统时域特性的影响 215

系统函数的零、极点分布与系统冲激响应特性的关系 216

系统函数的零、极点分布与系统响应形式之间的关系 218

4.7系统函数的零、极点分布与系统频率响应特性的关系 220

4.8系统的s域模拟图与框图 222

系统的s域模拟图 222

系统的框图 225

4.9系统的稳定性分析 226

系统的稳定性 226

系统稳定性的判断 226

4.10双边拉普拉斯变换 229

4.11拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系 231

4.12连续时间信号与系统的复频域分析的Matlab实现 234

Matlab实现部分分式展开式 234

拉普拉斯变换及其曲面图 237

绘制连续系统的零、极点图 238

连续系统的零、极点分析 239

4.13典型例题解析 241

本章小结 247

自测题 252

习题 256

第5章 离散时间信号与系统的时域分析 261

5.1离散时间信号及其时域特性 261

离散时间信号 261

离散时间信号的时域运算和变换 262

常用的典型离散时间信号 264

5.2离散时间系统及其数学描述 267

离散时间系统的性质 268

离散时间系统的数学模型——差分方程 269

离散时间系统的模拟 270

5.3离散时间系统的响应——时域分析 272

差分方程的时域求解 272

单位样值响应 276

5.4卷积和 278

卷积和的性质 278

卷积和的运算 278

5.5离散时间系统时域分析的Matlab实现 282

5.6典型例题解析 285

本章小结 291

自测题 296

习题 299

第6章 离散时间信号与系统的z域分析 302

6.1 z变换 302

z变换的定义 302

z变换的收敛域 303

6.2常用序列的z变换 305

单位样值序列 305

单位阶跃序列 305

斜变序列 305

指数序列 306

复指数序列 306

6.3 z变换的性质 306

线性特性 306

时移特性 307

z域微分特性 308

z域尺度变换特性 309

时域卷积特性 310

初值定理 310

终值定理 311

6.4逆z变换 313

幂级数展开法（长除法） 314

部分分式展开法 315

围线积分法（留数法） 317

6.5 z变换与拉普拉斯变换的关系 319

6.6离散时间系统的z域分析 321

用z变换求解线性离散时间系统的响应 321

离散时间系统的系统函数 324

系统函数的零、极点分布与单位样值响应的关系 325

离散时间系统的稳定性和因果性 326

6.7离散时间系统的频率响应特性 327

离散时间系统的频率响应 327

频率响应特性的几何确定 327

6.8离散时间系统的z域分析的Matlab实现 330

用留数法求解逆z变换的Matlab实现 330

求解系统完全响应的Matlab实现 331

利用Matlab求解系统的零、极点分布及频响特性 333

6.9典型例题解析 334

本章小结 338

自测题 342

习题 345

第7章 线性系统的状态变量分析 349

7.1线性系统的状态变量法 349

系统用状态变量描述的基本术语 350

系统的状态变量描述 352

7.2连续系统状态方程的建立 356

根据电路图列写状态方程 357

由系统的模拟框图或信号流图建立状态方程 358

由微分方程或系统函数建立状态方程 359

7.3离散系统状态变量的建立 362

离散系统状态方程的一般形式 363

由系统框图或信号流图建立状态方程 363

由差分方程或系统函数建立状态方程 364

7.4系统状态方程的求解 365

连续时间系统状态方程的求解 365

离散时间系统状态方程的求解 367

7.5系统的可控制性和可观测性 370

7.6控制系统的李雅普诺夫稳定性分析 372

稳定性的基本概念 372

李雅普诺夫稳定性理论 376

李雅普诺夫方法在线性系统中的应用 381

7.7系统状态变量分析法的Matlab实现 384

系统微分方程到状态方程的转换 384

由系统状态方程求系统函数矩阵H（s） 385

连续时间系统的状态方程求解 386

离散时间系统的状态方程求解 387

利用Matlab进行稳定性分析 389

7.8典型例题解析 391

本章小结 396

自测题 398

习题 402

部分习题参考答案 406

参考文献 422