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信号与系统pdf版西工大考研.pdf

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封面
书名
版权
前言
目录
第1章 信号与系统的基本概念/1
1.1 信号的描述与分类/1
1.1.1 信号的描述/1
1.1.2 信号的分类/1
1.2 常用的连续时间信号及其时域特性/5
1.3 连续时间信号时域变换与运算/12
1.3.1 信号时域变换/12
1.3.2 时域运算/14
1.4 系统的定义与分类/18
1.4.1 系统的定义/18
1.4.2 系统的分类/18
1.5 线性时不变系统的性质/20
1.5.1 齐次性/20
1.5.2 叠加性/20
1.5.3 线性/21
1.5.4 时不变性/21
1.5.5 微分性/21
1.5.6 积分性/21
1.6 线性系统分析概论/22
习题1 /22
第2章 连续系统时域分析/25
2.1 经典时域分析方法/25
2.1.1 系统的微分方程/25
2.1.2 微分方程的求解/26
2.2 微分方程的微分算子表示/28
2.3 零输入响应与零状态响应/31
2.3.1 零输入响应与零状态响应的/31
求解/31
2.3.2 零输入响应的传输算子求解法/32
2.3.3 系统响应的线性特性分析/34
2.4 系统的冲激响应与阶跃响应/35
2.4.1 冲激响应与阶跃响应的定义/35
2.4.2 冲激响应的求解/36
2.4.3 阶跃响应的求解/40
2.5 卷积积分/40
2.5.1 卷积积分的定义/40
2.5.2 卷积积分上下限的讨论/41
2.5.3 卷积积分的图形解释/41
2.5.4 卷积积分的运算规律/42
2.5.5 卷积积分的主要性质/43
2.5.6 常用的卷积积分表/44
2.6 求系统零状态响应的卷积积分法/47
2.7 卷积积分的数值计算/51
习题2 /53
第3章 连续信号频域分析/56
3.1 引言/56
3.2 LTI系统对复指数信号的响应/56
3.3 信号的完备正交函数集表示/57
3.3.1 正交矢量/57
3.3.2 正交函数与正交函数集/58
3.3.3 完备正交函数集/59
3.3.4 常见的完备正交函数集/60
3.4 连续时间周期信号的傅里叶级数表示/61
3.4.1 三角函数表示式/61
3.4.2 指数形式/62
3.4.3 傅里叶级数的收敛/63
3.4.4 周期信号的对称性与傅里叶系数的关系/64
3.4.5 傅里叶级数的性质/65
3.5 周期信号的频谱/65
3.5.1 周期信号的频谱/65
3.5.2 周期信号的有效频谱宽度/67
3.5.3 周期信号频谱与周期T的关系/68
3.5.4 周期信号的功率谱/69
3.6 非周期信号的频谱/70
3.6.1 非周期信号的频谱函数/70
3.6.2 傅里叶变换/70
3.6.3 傅里叶变换的存在条件/71
3.6.4 典型信号的频谱函数/72
3.7 傅里叶变换的基本性质/75
3.7.1 线性/76
3.7.2 对称性/76
3.7.3 折叠性/77
3.7.4 尺度变换性/77
3.7.5 时移性/78
3.7.6 频移性/78
3.7.7 时域微分性/79
3.7.8 频域微分性/80
3.7.9 时域积分性/80
3.7.10 频域积分性/81
3.7.11 时域卷积定理/81
3.7.12 频域卷积定理/82
3.7.13 帕塞瓦尔定理/83
3.7.14 奇偶虚实性/83
3.8 周期信号的傅里叶变换/84
3.8.1 复指数信号的傅里叶变换/84
3.8.2 余弦、正弦信号的傅里叶变换/85
3.8.3 单位冲激序列δT(t)的傅里叶变换/85
3.8.4 一般周期信号的傅里叶变换/86
3.9 功率谱与能量谱/87
3.9.1 功率频谱/87
3.9.2 能量频谱/87
习题3 /88
第4章 连续系统频域分析/92
4.1 引言/92
4.2 系统对非正弦周期信号的响应/92
4.2.1 基本信号ejωt通过线性系统/92
4.2.2 正弦信号通过线性系统/93
4.3 系统对非周期信号的响应/95
4.4 频域系统函数/97
4.4.1 定义/97
4.4.2 H(jω)的物理意义/97
4.4.3 H(jω)的求法/97
4.4.4 系统频率特性/98
4.4.5 应用举例/99
4.5 信号传输失真及无失真传输条件/100
4.5.1 信号传输失真/100
4.5.2 信号无失真传输及其条件/101
4.5.3 群时延/102
4.5.4 信号失真的类型/102
4.6 理想低通滤波器及其响应/103
4.6.1 理想低通滤波器及其频率特性/103
4.6.2 理想低通滤波器的冲激响应/103
4.6.3 理想低通滤波器的阶跃响应/104
4.6.4 理想低通滤波器的矩形脉冲响应/105
4.6.5 系统的物理可实现性及佩利—维纳准则/105
4.7 抽样信号与抽样定理/106
4.7.1 限带信号和抽样信号/106
4.7.2 抽样信号fs(t)的频谱/107
4.7.3 时域抽样定理/108
4.7.4 频域抽样定理/111
4.8 调制与解调/111
4.8.1 调制/111
4.8.2 解调/112
4.8.3 调幅信号作用于线性系统/112
习题4 /113
第5章 连续系统的复频域分析/119
5.1 拉普拉斯变换/119
5.1.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换/119
5.1.2 拉普拉斯变换存在的条件与收敛域/120
5.1.3 拉普拉斯变换的基本性质/121
5.1.4 拉普拉斯反变换/127
5.2 基尔霍夫定律与电路元件的复频域形式/133
5.2.1 基尔霍夫定律的复频域形式/133
5.2.2 电路元件伏安关系的复频域形式/134
5.2.3 复频域形式的欧姆定律/136
5.3 线性系统复频域分析法/137
5.4 拉普拉斯变换与傅里叶变换的/143
关系/143
习题5 /146
第6章 复频域系统函数与系统模拟/149
6.1 复频域系统函数及其零、极点图/149
6.1.1 复频域系统函数/149
6.1.2 零、极点图/150
6.2 系统函数的应用/153
6.2.1 求单位冲激响应h(t)/153
6.2.2 研究H(s)的零、极点分布对h(t)的影响/154
6.2.3 根据H(s)的极点分布判断系统的稳定性/157
6.2.4 根据H(s)可写出系统的微分方程/157
6.2.5 根据给定或求得的系统的初始值,从H(s)的极点求系统的零输入响应yx (t)/157
6.2.6 对给定的激励f(t)求系统的零状态响应yf ( t)/159
6.2.7 求系统的频率特性(即频率响应)H(jω)/160
6.2.8 求系统的正弦稳态响应ys(t)/163
6.3 连续系统的模拟图与框图/167
6.3.1 三种运算器/167
6.3.2 系统模拟的定义与系统的模拟图/167
6.3.3 常用的模拟图形式/168
6.3.4 系统的框图/171
6.4 连续系统的信号流图与梅森公式/173
6.4.1 信号流图的定义/173
6.4.2 三种运算器的信号流图表示/174
6.4.3 模拟图与信号流图的相互转换规则/174
6.4.4 信号流图的名词术语/175
6.4.5 梅森公式(Mason’s Formula)/177
6.5 连续系统的稳定性及其判定/180
6.5.1 系统稳定性的意义/180
6.5.2 系统稳定性的判定/181
习题6 /185
第7章 离散信号与系统时域分析/188
7.0 引言/188
7.1 离散信号/188
7.1.1 离散时间信号及其描述/188
7.1.2 离散信号的能量和功率/189
7.2 离散时间信号的时域运算/189
7.2.1 加法和乘法/189
7.2.2 数乘和倒相/190
7.2.3 移位和反褶/190
7.2.4 尺度变换(k坐标展缩)/191
7.2.5 差分和累加/191
7.3 常用的离散时间信号/192
7.3.1 单位序列δ(k)/192
7.3.2 单位阶跃序列U(k)/192
7.3.3 单位矩形序列(门序列)GN(k)/192
7.3.4 单边实指数序列/193
7.3.5 正弦序列/193
7.3.6 离散复指数信号/194
7.4 离散系统及其数学描述/194
7.4.1 线性时不变离散时间系统/194
7.4.2 离散时间系统的模型/197
7.5 离散时间系统的时域经典分析/200
7.5.1 差分方程的求解/200
7.5.2 零输入响应和零状态响应/202
7.6 离散系统的单位序列响应/203
7.6.1 迭代法/203
7.6.2 等效初值法/204
7.6.3 传输算子法/205
7.7 离散系统的卷积和分析/205
7.7.1 离散时间信号的时域分解/206
7.7.2 卷积和/206
7.7.3 离散时间系统卷积和分析/209
习题7 /210
第8章 离散信号与系统Z域分析/213
8.1 离散信号的Z变换/213
8.1.1 Z变换的定义/213
8.1.2 收敛域/214
8.1.3 常用序列Z变换/215
8.1.4 Z变换和拉普拉斯变换的联系/216
8.2 Z变换的基本性质/217
8.2.1 线性/217
8.2.2 移位性/217
8.2.3 Z域尺度变换/218
8.2.4 Z域微分性/219
8.2.5 Z域积分性/220
8.2.6 时域折叠性/220
8.2.7 时域卷积定理/220
8.2.8 部分和/221
8.2.9 初值定理/221
8.2.10 终值定理/222
8.3 Z反变换/223
8.3.1 幂级数展开法/223
8.3.2 部分分式展开法/225
8.3.3 反演积分法(留数法)/227
8.4 利用Z变换求解离散系统的响应/229
8.4.1 零输入响应的Z域求解/229
8.4.2 零状态响应的Z域求解/230
8.4.3 全响应的Z域求解/230
8.5 Z域系统函数H (z)/231
8.5.1 H(z)的定义/231
8.5.2 H(z)的物理意义/231
8.5.3 H(z)的求法/232
8.5.4 H(z)的应用/232
8.6 H(z)的零、极点分布对系统特性的影响/234
8.6.1 由H(z)零、极点分布确定单位序列响应特性/235
8.6.2 H(z)零、极点的分布与系统的因果性和稳定性/236
8.6.3 H(z)零、极点分布与系统频率特性/236
8.6.4 H(z)与系统正弦稳态响应/238
8.7 用朱利准则判断离散系统的稳定性/239
8.8 离散时间序列的傅里叶变换/241
8.8.1 定义/241
8.8.2 离散时间傅里叶变换的常用性质/242
习题8 /243
第9章 状态变量法/247
9.1 基本概念与定义/247
9.2 连续系统状态方程与输出方程的建立/250
9.2.1 由电路图直观列写/250
9.2.2 单输入单输出系统状态方程与输出方程的列写/254
9.2.3 多输入多输出系统状态方程与输出方程的列写/258
9.3 连续系统状态方程与输出方程的S域解法/259
9.3.1 状态方程的S域求解/259
9.3.2 输出方程的S域解法与转移函数矩阵H(s)/259
9.3.3 转移函数矩阵H(s)的物理意义/260
9.3.4 矩阵A的特征值与系统的固有频率/260
9.4 连续系统状态方程与输出方程的时域解法/264
9.4.1 状态方程的时域求解/264
9.4.2 矩阵函数的卷积与eAt的求解/265
9.4.3 输出方程的时域解与单位冲激响应矩阵h(t)/265
9.4.4 状态转移矩阵(?ht)=eAt的性质/265
9.5 状态空间与状态轨迹/268
9.5.1 状态空间/268
9.5.2 状态轨迹/268
9.6 离散系统状态变量分析/270
9.6.1 状态方程与输出方程的列写/270
9.6.2 状态方程与输出方程的Z域求解/272
9.6.3 矩阵A的特征值与系统的固有频率/273
9.6.4 状态方程与输出方程的时域解/273
9.7 由状态方程判断系统的稳定性/278
9.7.1 连续时间系统稳定性判断/278
9.7.2 离散时间系统稳定性判断/280
习题9 /281
习题答案/285
参考文献/300
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