第1章 信号与系统概述 1
1.1 信号与系统基本概念 1
1.1.1 信号基本概念 1
1.1.2 系统基本概念 2
1.2 连续时间信号及分类 3
1.2.1 确定性信号和随机信号 3
1.2.2 连续和分段连续时间信号 4
1.2.3 实信号与复信号 5
1.2.4 周期信号与非周期信号 7
1.2.5 能量信号和功率信号 8
1.2.6 MATLAB实现常见标准信号波形 9
1.3 连续时间信号的基本运算 12
1.3.1 信号的加、减、乘运算 12
1.3.2 信号的时间变换运算 12
1.3.3 尺度变换（横坐标展缩） 14
1.3.4 微分与积分运算 16
1.3.5 MATLAB实现信号的时域运算和变换 17
1.4 奇异信号 20
1.4.1 阶跃函数 20
1.4.2 冲激函数 22
1.5 连续系统描述方法 28
1.5.1 系统的解析描述——建立微分方程 28
1.5.2 系统的框图描述——物理模型 30
1.6 系统的分类及性质 33
1.6.1 连续系统与离散系统 33
1.6.2 动态系统与即时系统 33
1.6.3 线性系统与非线性系统 33
1.6.4 时不变系统与时变系统 35
1.6.5 因果系统与非因果系统 36
1.6.6 稳定系统与不稳定系统 36
1.6.7 LTI系统的微分特性和积分特性 36
1.7 LTI系统分析概述 37
本章小结 39
习题一 40
第2章 连续系统的时域分析 44
2.1 LTI连续系统的全响应 44
2.1.1 微分方程的形式与全响应 44
2.1.2 0-和0＋初始值 47
2.2 LTI连续系统的零输入响应和零状态响应 48
2.3 系统的单位冲激响应和单位阶跃响应及其求解 50
2.3.1 单位冲激响应 50
2.3.2 单位阶跃响应 52
2.4 LTI连续系统时域分析的MATLAB实现 53
2.4.1 用MATLAB实现LTI连续系统的时域波形仿真 53
2.4.2 用MATLAB实现LTI连续系统的冲激响应 56
2.4.3 用MATLAB实现LTI连续系统的单位阶跃响应 58
2.5 卷积积分 59
2.5.1 卷积积分的概念 59
2.5.2 卷积积分的图解法 61
2.5.3 卷积积分的性质 64
2.5.4 用MATLAB实现卷积积分 69
本章小结 71
习题二 72
第3章 离散时间信号与系统的时域分析 76
3.1 离散时间信号 76
3.1.1 离散时间信号 76
3.1.2 常用离散信号 78
3.1.3 离散信号的基本运算 82
3.1.4 基于MATLAB的离散信号分析 85
3.2 离散时间系统 86
3.2.1 离散时间系统的描述 86
3.2.2 差分方程的求解 88
3.2.3 零输入响应和零状态响应 91
3.2.4 单位脉冲响应h（n） 92
3.2.5 基于MATLAB的离散系统分析 93
3.3 离散系统的零状态响应—卷积和 95
3.3.1 卷积和的定义 95
3.3.2 卷积和的解法 96
3.3.3 卷积和的性质 98
3.3.4 MATLAB求解卷积和 99
3.4 离散LTI系统因果性与稳定性的判断 100
本章小结 101
习题三 102
第4章 时间信号和系统的频域分析 104
4.1 连续时间周期信号的频谱分析——傅里叶级数 104
4.1.1 三角形式的傅里叶级数 104
4.1.2 指数形式的傅里叶级数 105
4.1.3 傅里叶级数的MATLAB仿真 106
4.1.4 傅里叶系数 108
4.2 周期信号的频谱 110
4.2.1 典型周期信号的频谱 110
4.2.2 周期信号频谱的MATLAB实现 112
4.3 连续时间非周期信号的频谱——傅里叶变换 113
4.3.1 连续时间信号的傅里叶变换 113
4.3.2 典型非周期信号的频谱 115
4.3.3 傅里叶变换的MATLAB实现 122
4.4 傅里叶变换的性质 124
4.5 抽样定理 133
4.5.1 信号的抽样 134
4.5.2 信号时域抽样的MATLAB实现 137
4.5.3 时域抽样定理 137
4.5.4 信号的频域抽样 139
4.6 LTI系统的频域分析 140
4.6.1 频率响应 140
4.6.2 连续周期信号通过系统响应的频域分析 142
4.6.3 无失真传输 143
4.6.4 理想低通滤波器 144
4.6.5 利用MATLAB分析连续时间系统的频域特性 146
4.7 离散时间信号的频域分析 149
4.7.1 周期序列的离散时间傅里叶级数（DFS） 149
4.7.2 非周期序列的离散时间傅里叶变换（DTFT） 151
本章小结 152
习题四 153
第5章 连续时间信号与系统的复频域分析 159
5.1 拉普拉斯变换 159
5.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换 159
5.1.2 收敛域 160
5.1.3 单边拉普拉斯变换 161
5.1.4 常用信号的拉普拉斯变换 162
5.1.5 拉普拉斯变换的MATLAB实现 163
5.2 拉普拉斯变换的基本性质 163
5.3 逆变换 170
5.3.1 部分分式展开法 170
5.3.2 结论与性质法 174
5.3.3 拉普拉斯逆变换的MATLAB实现 175
5.4 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系 176
5.5 系统的复频域分析 178
5.5.1 拉普拉斯变换解微分方程 178
5.5.2 系统的s域框图 180
5.5.3 电路的s域模型 181
5.6 系统函数 184
5.6.1 系统函数的概念 184
5.6.2 互联系统的系统函数 187
5.6.3 基于MATLAB的系统函数求解 188
5.7 系统函数的分析 189
5.7.1 系统函数的零极点 189
5.7.2 系统函数与单位冲激响应 189
5.7.3 系统函数与频率响应 191
5.7.4 因果性 192
5.7.5 稳定性 193
5.7.6 基于MATLAB的系统函数分析 194
本章小结 196
习题五 198
第6章 离散时间信号与系统的复频域分析 202
6.1 Z变换的定义与收敛域 202
6.1.1 Z变换的定义 202
6.1.2 序列特性对收敛域的影响 203
6.2 逆Z变换 207
6.2.1 留数法 207
6.2.2 部分分式法 210
6.2.3 MATLAB实现信号的Z变换和逆Z变换 212
6.3 Z变换的性质 215
6.4 拉普拉斯变换、傅里叶变换与Z变换的关系 220
6.4.1 Z变换和拉普拉斯变换的联系 220
6.4.2 Z变换与傅里叶变换的联系 222
6.5 利用Z变换解差分方程 222
6.5.1 零输入响应的求解 222
6.5.2 零状态响应的求解 223
6.5.3 离散系统的系统函数 224
6.6 系统的零、极点分布对系统特性的影响 225
6.6.1 系统的极点分布对离散系统因果稳定性的影响 225
6.6.2 系统的极、零点分布对系统频率响应特性的影响 227
6.6.3 用MATLAB实现求系统的频率响应函数及系统的零极点 230
本章小结 231
习题六 232
第7章 系统的状态变量分析 236
7.1 状态变量和状态方程 236
7.1.1 系统的状态和状态变量的概念 236
7.1.2 状态方程和输出方程 238
7.2 状态方程的建立 241
7.2.1 连续时间系统状态方程的建立 241
7.2.2 离散时间系统状态方程的建立 249
7.3 连续时间系统状态方程的求解 253
7.3.1 连续时间系统状态方程的时域解法 253
7.3.2 连续时间系统状态方程的s域解法 258
7.4 离散时间系统状态方程的求解 262
7.4.1 时域解法 262
7.4.2 Z变换解法 265
7.5 状态矢量的线性变换及系统的稳定性 268
7.5.1 状态矢量的线性变换 268
7.5.2 由状态方程判断系统的稳定性 270
7.6 系统的可控制性和可观测性 273
7.6.1 系统的可控制性 274
7.6.2 系统的可观测性 277
本章小结 279
习题七 279
部分习题答案 285
参考文献 292