信号与系统:基于MATLAB的方法/谭鸽伟

本书按照高等院校“信号与系统”课程教学的基本要求编写而成，以三大变换（傅里叶变换、拉普拉斯变换和Z变换）为主线，以理论分析和MATLAB应用为手段，将经典理论与现代计算技术相结合，介绍了信号与系统的基本理论和分析方法，能帮助读者快速理解并掌握本课程知识点。为了便于教学和加深读者对基本概念的理解，同时利于读者自检，本书每章后面都附有习题。 本书概念清晰、系统性强、特色鲜明、使用方便，可作为高等工科院校通信工程、电子信息工程、电子科学与技术、自动化、计算机科学与技术等专业“信号与系统”课程的教材或教学参考书，也可作为本学科及其相近学科的工程技术人员的参考资料。

冯桂，华侨大学教授。负责福建省高等学校精品课程“信息论与编码技术”、福建省本科高校专业综合改革试点项目“通信工程”建设、省教育厅“电子信息工程专业课程体系整体优化的研究”项目、华侨大学“信号与信息处理核心课程”教学团队、华侨大学多媒体课件建设项目“图像编码与传输技术”、华侨大学精品视频“信号与系统”课程建设，等等。主讲“信息论与编码”“信号与系统”“矩阵理论”“图像分析”“数字图像处理”等多门本科生、研究生课程。
长期从事信号处理、通信与信息系统等方面的教学与科研工作，主要研究方向为信号与信息处理、通信系统信息安全理论、多媒体通信、基于特征的自适应文本、图像、视频数字水印技术理论与应用、基于虹膜与指纹等生物特征的安全系统理论研究与实现等。主持、参与多项国家自然科学基金、省自然科学基金和横向科研合作开发等科研项目，在国际、国内学术刊物及国内外学术会议发表学术论文多篇。

第0章 绪论
0.1 信号与系统
0.2 连续和离散
0.2.1 连续表示和离散表示
0.2.2 导数和差分
0.2.3 积分和累加
0.2.4 微分方程和差分方程
0.3 复数和实数
0.3.1 复数和向量
0.3.2 复变函数
0.3.3 相量和正弦信号
0.4 MATLAB软件介绍
0.4.1 数值计算
0.4.2 符号计算
第1章 连续时间信号
1.1 引言
1.2 信号的描述和分类
1.2.1 信号的描述
1.2.2 信号的分类
1.3 连续时间信号
1.3.1 信号的基本运算
1.3.2 偶信号和奇信号
1.3.3 周期信号和非周期信号
1.3.4 典型连续时间信号
1.4 连续时间信号的分解
1.4.1 信号的交直流分解
1.4.2 信号的冲激函数分解
1.4.3 信号的阶跃函数分解
习题
第2章 连续时间系统的时域分析
2.1 引言
2.2 系统的分类
2.2.1 系统的初始状态
2.2.2 系统的响应
2.2.3 系统的分类
2.3 卷积及其性质
2.3.1 卷积
2.3.2 任意函数与δ(t)、ε(t)卷积
2.3.3 卷积的性质
2.3.4 卷积的图解法
2.3.5 常用信号的卷积
2.4 LTI系统的响应
2.4.1 LTI系统的数学模型与传输算子
2.4.2 LTI系统的零输入响应
2.4.3 LTI系统的零状态响应
2.4.4 LTI系统的接近响应及其分解
习题
第3章 傅里叶级数与傅里叶变换
3.1 引言
3.2 周期信号的傅里叶级数
3.2.1 周期信号的傅里叶级数
3.2.2 周期信号的频谱
3.2.3 周期信号的功率
3.3 非周期信号的傅里叶变换
3.3.1 从傅里叶级数到傅里叶变换
3.3.2 非周期信号的频谱函数
3.3.3 典型信号的傅里叶变换
3.3.4 傅里叶变换的性质
3.3.5 周期信号的傅里叶变换
3.4 LTI连续系统的频域分析
3.4.1 系统的频率响应函数
3.4.2 系统函数H(jω)的求取
3.4.3 系统的频域分析
3.4.4 无失真传输
习题
第4章 拉普拉斯变换和拉普拉斯分析
4.1 引言
4.2 拉普拉斯变换
4.2.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换
4.2.2 双边拉普拉斯变换的收敛域
4.2.3 单边拉普拉斯变换
4.2.4 常用信号的单边拉普拉斯变换
4.3 单边拉普拉斯变换的性质
4.4 单边拉普拉斯逆变换
4.4.1 部分分式展开法
4.4.2 象函数部分分式展开的MATLAB实现
4.5 连续系统的拉普拉斯分析
4.5.1 微分方程描述的连续系统的拉普拉斯分析
4.5.2 电路系统的拉普拉斯分析
4.5.3 系统函数描述的连续系统的拉普拉斯分析
4.6 系统函数与系统特性
4.6.1 H(s)的零点和极点
4.6.2 H(s)的零极点分布决定系统的时域特性
4.6.3 H(s)的零极点分布决定系统的频率特性
4.6.4 系统的稳定性
4.7 连续系统的s域模拟
4.7.1 基本运算器的s域模型
4.7.2 连续系统的s域模拟
习题
第5章 傅里叶分析和拉普拉斯分析的应用
5.1 引言
5.2 连续信号的抽样定理
5.3 傅里叶分析在通信系统中的应用
5.3.1 信号的调制和解调
5.3.2 信号的抽样和恢复
5.3.3 数字滤波器设计
5.4 拉普拉斯分析在经典控制中的应用
5.4.1 控制系统的数学模型
5.4.2 控制系统数学模型的建立
5.4.3 控制系统数学模型参数的获取
习题
第6章 离散信号与系统的时域分析
6.1 引言
6.2 离散时间信号
6.2.1 离散时间信号的运算和分类
6.2.2 基本离散时间信号
6.3 卷积和
6.3.1 卷积和的定义
6.3.2 卷积和的计算方法
6.4 离散系统的算子方程
6.5 离散系统的零输入响应
6.5.1 简单系统的零输入响应
6.5.2 一般系统的零输入响应
6.6 离散系统的零状态响应
6.6.1 离散信号的时域分解
6.6.2 基本信号δ(k)激励下的零状态响应
6.6.3 一般信号f(k)激励下的零状态响应
习题
第7章 Z变换
7.1 引言
7.2 Z变换的定义和收敛域
7.2.1 Z变换的定义
7.2.2 Z变换的收敛域
7.2.3 常用序列的Z变换
7.3 Z变换的性质
7.4 Z逆变换
7.4.1 幂级数展开法
7.4.2 部分分式展开法
7.4.3 Z逆变换的MATLAB实现
7.5 离散系统的Z域分析
7.5.1 离散信号的Z域分解
7.5.2 基本信号zk激励下的系统的零状态响应
7.5.3 一般信号f(k)激励下的系统的零状态响应
7.6 离散系统差分方程的Z域解
7.6.1 差分方程的Z域解
7.6.2 离散系统的频率响应
7.6.3 离散系统频率响应的MATLAB实现
7.6.4 离散时间系统零极点分布图的MATLAB实现
7.7 离散系统的系统函数与系统特性的关系
7.7.1 H(z)的零点和极点
7.7.2 H(z)的零点、极点与时域响应
7.7.3 H(z)与离散系统的频率响应
7.7.4 H(z)与离散系统的稳定性
习题
第8章 系统的状态空间分析
8.1 引言
8.2 状态空间描述
8.3 连续系统状态空间方程的建立
8.3.1 由电路图直接建立状态空间方程
8.3.2 由微分方程或信号流图建立状态空间方程
8.3.3 串联和并联系统的状态空间方程
8.3.4 用MATLAB建立系统的状态空间方程
8.4 连续系统状态空间方程的求解
8.4.1 状态空间方程的时域解法
8.4.2 状态空间方程的s域解法
8.4.3 用MATLAB求解连续时间系统的状态空间方程
8.5 离散系统的状态空间分析
8.5.1 离散系统状态空间方程的建立
8.5.2 离散系统状态空间方程的时域解法
8.5.3 离散系统状态空间方程的Z域解法
8.5.4 用MATLAB求解离散时间系统的状态空间方程
8.6 系统函数矩阵与系统稳定性
习题