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第1章 信号与系统概述 1

1.1 绪言 1

1.2 信号 2

1.3 信号的基本运算 7

1.4 阶跃函数和冲激函数 10

1.5 系统的描述 19

1.6 系统的性质 23

1.7 LTI系统分析方法概述 26

习题 27

第2章 系统的时域分析 30

2.1 LTI连续系统的响应 30

2.1.1 微分方程的经典解 30

2.1.2 零输入响应和零状态响应 34

2.1.3 冲激响应和阶跃响应 36

2.1.4 卷积积分 38

2.2 离散系统的时域分析 44

2.2.1 LTI离散系统的响应 44

2.2.2 差分方程的经典解 46

2.2.3 零输入响应和零状态响应 49

2.2.4 单位序列和单位序列响应 52

2.2.5 卷积和 53

习题 58

第3章 连续信号的傅里叶变换与频域分析 60

3.1 非周期信号的傅里叶变换 60

3.2 傅里叶变换的性质 68

3.3 周期信号的傅里叶变换 80

3.3.1 正弦、余弦信号的傅里叶变换 80

3.3.2 一般周期信号的傅里叶变换 81

3.4 抽样信号的傅里叶变换与抽样定理 83

3.4.1 抽样信号的傅里叶变换 83

3.4.2 抽样定理 85

3.5 傅里叶变换的应用 86

3.5.1 频域法求系统的响应 86

3.5.2 无失真传输 90

3.5.3 理想低通滤波器 91

3.5.4 调制与解调 95

3.6 希尔伯特变换与应用 97

3.6.1 希尔伯特变换 98

3.6.2 希尔伯特变换的应用实例 100

3.7 连续信号傅里叶变换的MATLAB应用实例 101

习题 107

第4章 拉普拉斯变换和连续时间系统的S域分析 112

4.1 拉普拉斯变换 112

4.2 拉普拉斯变换的性质 116

4.3 拉普拉斯逆变换 125

4.4 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系 130

4.5 用拉普拉斯变换求解线性系统的响应 132

4.5.1 微分方程的S域求解 132

4.5.2 S域元件模型 133

4.6 系统函数 135

4.6.1 系统函数 135

4.6.2 系统的联结 137

4.7 系统函数的零极点分布对系统时域特性的影响 138

4.7.1 H（s）零、极点分布与h（t）波形特征的对应 139

4.7.2 H（s）、F（s）极点分布与自由响应、强迫响应特征的对应 141

4.7.3 H（s）、F（s）极点分布与暂态响应、稳态响应特征的对应 142

4.8 系统函数零极点与系统频率响应特性的关系 143

4.9 系统函数零极点分布与系统稳定性的关系 146

4.1 0 MATLAB仿真实现连续系统的S域分析 146

习题 150

第5章 离散时间信号与系统的Z域分析 154

5.1 Z变换及其应用 154

5.1.1 Z变换 154

5.1.2 Z变换的收敛域 155

5.1.3 典型序列的2变换 158

5.1.4 逆Z变换 159

5.1.5 Z变换的性质 161

5.2 离散时间系统的Z域分析 166

5.2.1 由差分方程描述的系统 166

5.2.2 全通滤波器和最小相位系统 169

5.3 离散时间系统函数与系统特性 170

5.3.1 系统函数与零极点 170

5.3.2 系统函数的零极点分布与系统时域特性的关系 172

5.3.3 系统函数的零极点分布与系统频率响应的关系 173

5.3.4 系统函数的零极点分布与系统稳定性的关系 175

5.4 Z变换与拉普拉斯变换的关系 177

5.5 利用MATLAB对离散系统进行Z域分析 178

习题 181

第6章 离散傅里叶变换与频域分析 185

6.1 离散傅里叶级数 185

6.1.1 离散傅里叶级数的定义 185

6.1.2 离散傅里叶级数的性质 188

6.2 离散傅里叶变换 190

6.2.1 四种信号及其傅里叶变换 190

6.2.2 离散信号傅里叶变换的定义 192

6.2.3 离散傅里叶级数与离散傅里叶变换的关系 193

6.3 离散傅里叶变换的性质 194

6.4 线性卷积的计算 199

6.5 频率采样定理 203

6.5.1 Z变换与DFT的关系 203

6.5.2 不失真条件 204

6.5.3 F（z）的内插表达式 205

6.6 离散傅里叶变换的应用 208

6.7 MATLAB仿真 212

习题 215

第7章 系统函数 218

7.1 系统函数与系统特性 218

7.1.1 系统函数的零、极点分布 218

7.1.2 系统函数与时域响应 220

7.1.3 系统函数与频域响应 222

7.2 系统稳定性的判定 226

7.2.1 因果系统 226

7.2.2 稳定系统 226

7.3 系统的信号流图与梅森公式 228

7.3.1 信号流图及其组成 228

7.3.2 信号流图的简化 229

7.3.3 梅森增益公式 231

7.4 MATLAB应用实例 233

习题 235

第8章 系统分析的状态变量法 237

8.1 系统的状态空间描述 237

8.1.1 状态空间基本概念 237

8.1.2 根据系统物理模型建立状态方程 239

8.1.3 由系统的输入-输出方程建立状态方程 240

8.1.4 将系统函数分解建立状态方程 241

8.2 系统函数（传递函数） 244

8.2.1 系统函数（传递函数）矩阵 244

8.2.2 系统函数描述和状态空间描述的比较 245

8.3 状态方程的求解 245

8.3.1 齐次状态方程的时域解 246

8.3.2 齐次状态方程的变换域解 248

8.3.3 非齐次状态方程的解 249

8.3.4 线性离散系统状态方程的解 250

8.4 能控性与能观性 252

8.4.1 系统的能控性 252

8.4.2 系统的能观性 254

8.5 应用例题 255

8.5.1 状态方程建立 255

8.5.2 状态方程求解 257

8.5.3 系统能控能观性 258

8.6 MATLAB应用于线性系统 260

8.6.1 利用MATLAB求解状态空间表达式 260

8.6.2 用MATLAB判断线性系统的能控性和能观性 262

8.6.3 状态方程求解 263

习题 264

附录 习题答案 267

参考文献 295