信号、系统与控制基础教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

内容简介

《信号、系统与控制基础教程》详尽介绍了信号、系统与反馈控制理论的基础知识，主要内容包括：信号的傅里叶分析和采样定理，线性定常连续时间系统与离散时间系统的输入一输出模型，线性系统的稳定性概念，线性系统的时域、频域分析方法，模拟滤波器和数字滤波器的设计与实现，反馈控制原理与反馈控制系统的经典校正方法，线性系统的状态空间分析法与反馈控制系统的状态空间综合法等。全书选材精当，基本概念表述清晰、讲解透彻，公式推导过程严谨，例题切合工程实际，MATLAB算法程序简明易懂，符合工科学生的思维习惯和认识规律。
《信号、系统与控制基础教程》适合作为高等学校仪器仪表、机械工程、电气工程和自动化技术等专业的高年级本科生教材，也可供从事信号处理与控制理论研究的科技工作者参考。

作者简介

潘仲明，国防科技大学教授，博士生导师。毕业于国防科技大学精密仪器及机械专业，获博士学位。1999年1月至2000年3月作为国家公派访问学者，在美国Oakland大学电气与系统工程系进修，并从事多传感器数据融合技术和汽车安全防撞系统研究。曾主持和参加国家重大建设专项、国家自然科学基金项目、部委级科技基金项目和其他科研项目的研究工作，获国家科技进步二等奖、部委级科技进步一、二、三等奖8项，国家发明专利3项，军队育才银奖1次。出版研究生教材2部，本科教材1部，在国内外核心期刊和学术会议发表论文40余篇。

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目录

第1章 信号、系统与控制的基本概念
1.1 信号
1.1.1 信号的大小
1.1.2 信号的分类
1.1.3 信号的基本处理方法
1.1.4 典型的信号模型
1.2 线性系统
1.2.1 系统分类
1.2.2 脉冲响应函数与卷积积分
1.2.3 线性系统的数学模型
1.3 自动控制系统
1.3.1 开环控制与闭环控制
1.3.2 信号调节器与控制器
本章小结
习题

第2章 连续时间信号的傅里叶分析
2.1 矢量空间与基函数
2.1.1 信号与矢量
2.1.2 信号的相似度及相关函数
2.1.3 基于正交函数系的信号表示方法
2.2 周期信号的频谱
2.2.1 三角傅里叶级数
2.2.2 指数傅里叶级数
2.3 非周期信号的频谱
2.3.1 傅里叶变换
2.3.2 傅里叶变换的性质
2.4 傅里叶变换的应用实例
2.4.1 信号通过线性定常系统
2.4.2 理想滤波器和实际滤波器
2.4.3 调制与解调
本章小结
习题

第3章 离散时间序列的傅里叶分析
3.1 采样定理
3.1.1 采样信号及其频谱
3.1.2 信号重构
3.1.3 频谱重构
3.2 离散时间序列
3.2.1 序列及其表示方法
3.2.2 几种常用序列
3.2.3 序列的基本运算
3.3 离散时间傅里叶变换
3.3.1 离散时间傅里叶变换的基本概念
3.3.2 离散时间傅里叶变换的对称性
3.3.3 离散时间傅里叶变换的性质
3.4 离散傅里叶变换
3.4.1 傅里叶变换的数值计算
3.4.2 离散傅里叶变换的性质
3.4.3 快速傅里叶变换算法
3.4.4 离散傅里叶变换的应用实例
本章小结
习题

第4章 线性系统的输入--输出模型
4.1 拉普拉斯变换
4.1.1 拉普拉斯变换的定义
4.1.2 拉普拉斯变换的性质
4.1.3 拉普拉斯逆变换的计算方法
4.2 连续时间系统的传递函数
4.2.1 传递函数
4.2.2 方框图模型
4.2.3 建立系统数学模型的示例
4.3 离散时间系统的脉冲传递函数
4.3.1 z变换的定义
4.3.2 z变换的主要性质
4.3.3 z逆变换的计算方法
4.3.4 脉冲传递函数
本章小结
习题

第5章 线性系统分析
5.1 连续时间系统的稳定性分析
5.1.1 稳定性与冲激响应
5.1.2 劳斯稳定判据
5.1 -3应用MATLAB分析系统的稳定性
5.2 连续时间系统的瞬态响应分析
5.2.1 一阶系统的响应
5.2.2 二阶系统的响应
5.2.3 高阶系统的瞬态响应特性
5.2.4 零、极点对瞬态响应特性的影响
5.3 连续时间系统的频率响应分析
5.3.1 系统的稳态响应
5.3.2 -阶和二阶系统的频率响应
5.3.3 高阶系统伯德图的绘制方法
5.3.4 利用MATLAB绘制频率响应曲线
5.3.5 最小相位系统
5.4 离散时间系统分析
5.4.1 离散时间系统的响应序列
5.4.2 离散时间系统的稳定性分析
5.4.3 离散时间系统的零、极点分析
本章小结“
习题

第6章 线性滤波器设计
6.1 模拟滤波器的频率特性
6.1.1 零、极点分布对频率响应特性的影响
6.1.2 低通滤波器和高通滤波器
6.1.3 带通滤波器和带阻滤波器
6.1.4 实际滤波器的频率特性
6.2 原型滤波器设计
6.2.1 巴特沃斯低通滤波器
6.2.2 切比雪夫低通滤波器
6.2.3 椭圆低通滤波器
6.3 原型滤波器的频率变换
6.3.1 高通滤波器设计
6.3.2 带通滤波器设计
6.3.3 带阻滤波器设计
6.4 数字滤波器设计
6.4.1 IIR滤波器的间接设计方法
6.4.2 FIR滤波器的设计方法
6.4.3 数字滤波器的实现方法
本章小结
习题

第7章 反馈控制原理
7.1 反馈控制系统
7.1.1 反馈控制系统的基本概念
7.1.2 反馈控制系统的稳态误差
7.1.3 反馈控制理论的基本问题
7.2 根轨迹分析法
7.2.1 根轨迹的基本概念
7.2.2 连续反馈控制系统的根轨迹分析法
7.2.3 离散反馈控制系统的根轨迹分析法
7.3 奈奎斯特稳定判据
7.3.1 伯德图中的奈奎斯特稳定判据
……

第8章 反馈控制系统的校正方法
第9章 状态空间法
附录
参考文献

《探寻宇宙的脉搏：从宏观到微观的物理世界解码》 这本书并非一本教科书，而是一次穿越时空、探索物质与能量最本质规律的旅程。它将带领我们跳出象牙塔的枯燥理论，用生动形象的比喻和引人入胜的故事，揭示那些支撑起我们所见所感这一切的物理学原理。我们将从最宏伟的宇宙尺度出发，触摸星系的诞生与演化，感受黑洞的神秘引力，理解时空的弯曲之美。然后，我们将逐渐深入，进入构成我们身体、我们周围一切的微观粒子世界，探究原子核的奥秘，揭示量子纠缠的奇妙现象，甚至触摸到宇宙最开始的瞬间。 第一卷：宇宙的宏大叙事——时空、物质与运动的交响曲 我们从熟悉的日常现象出发，例如苹果为何会落地，行星为何围绕太阳运转。爱因斯坦的广义相对论并非遥不可及的概念，而是对引力最深刻的理解。我们将以一种易于理解的方式，拆解“时空弯曲”这一核心思想，想象质量如同一张巨大的弹性膜，而引力则是其表面的凹陷。你将明白，我们之所以能感知到引力，并非因为一种神秘的“拉力”，而是我们正沿着时空弯曲的“轨道”前行。 从地球到月球的潮汐，从日食月食的精确预测，到引力波的直接探测，都将成为我们理解广义相对论的生动例证。我们将探讨引力是如何塑造宇宙结构的，从恒星的形成到星系的聚集，引力始终扮演着建筑师的角色。宇宙大爆炸理论将不再是枯燥的图表，而是从背景辐射的微弱余晖中，窥见宇宙诞生之初的炽热景象。我们会思考暗物质和暗能量这些“看不见”的宇宙巨头，它们占据了宇宙的大部分，却又如此难以捉摸，它们的发现如何挑战了我们对宇宙的传统认知。 本书不会止步于静态的描述，而是深入探讨宇宙的动态演化。从恒星的生与死，到超新星爆发的壮丽瞬间，再到黑洞的吸积过程，我们将看到物质在宇宙尺度上如何经历剧烈的转化。你将理解恒星内部的核聚变是如何创造出我们身体所需的各种元素，而超新星爆发则是这些元素向宇宙播撒的壮丽仪式。黑洞，这个连光都无法逃脱的神秘天体，将不再是科幻小说的情节，而是时空达到极致扭曲的物理现实，我们将探讨其事件视界和奇点的概念，以及它们对周围时空产生的深远影响。 第二卷：微观世界的奇妙探险——量子力学与粒子之舞 当我们穿越宏大的宇宙尺度，进入构成物质最基本单元的微观世界时，我们将面临一个截然不同的、甚至可以说是颠覆性的现实。量子力学，这个被誉为20世纪最伟大的科学革命之一的领域，将以其独特的视角，重塑我们对物质和能量的理解。 你将告别牛顿力学那种确定性的世界观。在微观层面，粒子不再是精确轨迹上的小球，而是呈现出概率性的波粒二象性。我们将用类比的方式，理解“量子叠加”的概念，想象一个粒子可以同时存在于多个位置，直到我们去观测它，它才“坍缩”到某个确定的状态。这种不确定性并非源于测量技术的不足，而是物质本身固有的属性。海森堡不确定性原理将以通俗易懂的方式呈现，解释为何我们无法同时精确测量一个粒子的位置和动量，揭示了微观世界的基本限制。 量子纠缠，这个爱因斯坦曾称之为“幽灵般的超距作用”的现象，将被娓娓道来。你将理解，两个或多个粒子，即使相距遥远，也能通过某种神秘的联系，瞬间共享彼此的状态。我们将探讨这种现象在信息传输、量子计算等领域的潜在应用，展望一个全新的科技时代。 本书还将带你了解构成物质的基本粒子，如电子、夸克、中微子等。我们不会陷入复杂的数学推导，而是通过生动的描述，理解它们的性质、它们之间的相互作用，以及它们如何组合成原子，原子又如何构成我们所熟知的世界。标准模型，这个描述已知基本粒子及其相互作用的理论框架，将被以一种易于接受的方式介绍，让你对粒子物理学的基本图景有一个清晰的认识。 第三卷：连接宏观与微观的桥梁——信息、能量与秩序的奥秘 在探索了宇宙的宏大与微观世界的精妙之后，本书将聚焦于那些连接宏观与微观、解释自然现象背后共性的基本概念：信息、能量与秩序。 我们将从热力学第一定律和第二定律出发，理解能量守恒的普遍性，以及熵增——这个描述系统无序化趋势的定律。你将明白，为什么能量总是倾向于从有序流向无序，为什么宇宙似乎在不断地“衰老”。熵并非简单的“混乱”，而是信息丢失的一种度量，我们将探讨信息在物理过程中的作用，以及信息与能量之间的深刻联系。 信息论将以一种直观的方式呈现。你将理解，信息并非虚无缥缈的概念，而是可以被量化、被传递的物理实体。我们将探讨信息如何在基因的传递中保存生命的信息，如何在通信系统中编码和解码，甚至在宇宙的演化中扮演怎样的角色。 本书还将触及一些前沿的物理学思想，例如混沌理论。你将明白，即使是完全确定的系统，其未来的演化也可能变得难以预测，因为微小的初始差异会在指数级放大。这并非意味着随机，而是对复杂系统本质的一种深刻揭示。我们将用“蝴蝶效应”这样的经典例子，来说明混沌的普遍性。 最后，我们将回归生命的本质。生命的出现本身就是一个信息高度有序、能量消耗巨大的复杂过程。我们将思考，在普遍的熵增定律之下，生命如何能够持续存在并演化。这并非是对物理定律的挑战，而是生命在特定条件下，利用能量和信息，创造出局部的有序性的惊人范例。 结语：永不止息的求知之旅 《探寻宇宙的脉搏：从宏观到微观的物理世界解码》并非要将你变成物理学家，而是希望激发你对自然界最深层规律的好奇心。它提供的并非是冰冷的数据和公式，而是对宇宙之美的欣赏，对科学精神的赞颂。当你读完这本书，你或许会以一种全新的视角看待你所处的这个世界——从头顶的星辰大海，到掌心微不足道的尘埃，每一个角落都蕴藏着令人惊叹的物理奥秘，等待着你去发现和理解。这趟旅程没有终点，因为宇宙的奥秘永无穷尽，而人类的求知之心，亦将永不止息。