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信号、系统与控制 版权信息
- ISBN：9787111675563
- 条形码：9787111675563 ; 978-7-111-67556-3
- 装帧：一般胶版纸
- 册数：暂无
- 重量：暂无
- 所属分类：>
信号、系统与控制 内容简介
根据教育部高等学校自动化类专业教学指导委员会关于“拟通过精简内容大幅度减少专业基础课课时”的教改部署，考虑信号与系统（包括控制系统）的有机联系和紧密相关性，以及“信号分析与处理”（或“信号与系统”）、“自动控制原理”和“现代控制理论”具有共同的数学基础，将上述三门课程的内容通过梳理整合，编写成为本书。本书主要内容包括数学基础、信号、系统、控制四部分。数学基础部分介绍时域、频域、复频域三个讨论域相互变换的数学问题，信号和系统以及它们的联系在信号、系统部分按时域、频域、复频域分别讨论，控制系统的特定分析方法及综合方法单独在控制部分介绍。 本书有别于传统同类教材，具有体系新颖、理论联系实际和较强的实用性等特点，本书可作为普通高校自动化类、电气类等专业的教材，也可作为相关技术人员的学习参考资料。 本书配有电子课件，欢迎选用本书作教材的教师登录www.cmpedu.com注册下载，或发邮件至jinacmp@163.com索取。
信号、系统与控制 目录
前言
**章绪论1
**节信号1
一、信号的概念1
二、信号的分类3
第二节系统5
一、系统的描述5
二、系统的性质6
第三节控制系统10
一、自动控制的基本原理10
二、自动控制的基本形式11
三、自动控制系统的基本组成12
四、自动控制系统的基本性能要求13
五、自动控制系统所要研究的问题14
本章要点15
习题15
第二章数学基础17
**节傅里叶变换17
一、连续傅里叶变换(CFT)17
二、离散时间傅里叶变换(DTFT)31
三、离散傅里叶变换(DFT)36
四、快速傅里叶变换(FFT)41
第二节拉普拉斯变换48
一、从傅里叶变换到拉普拉斯变换48
二、拉普拉斯变换的收敛域49
三、拉普拉斯变换的性质51
四、单边拉普拉斯变换53
第三节Z变换54
一、从离散时间傅里叶变换(DTFT)到Z变换54
二、Z变换的收敛域55
三、Z变换的性质57
四、单边Z变换61
第四节几个数学变换之间的关系63
一、拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系64
二、Z变换与傅里叶变换的关系65
三、Z变换与拉普拉斯变换的关系67
第五节应用MATLAB的积分变换67
一、傅里叶变换67
二、拉普拉斯变换及其反变换69
本章要点72
习题72
第三章信号的时域描述与分析77
**节连续信号的时域描述和计算77
一、连续信号的描述77
二、典型连续信号78
三、连续信号的时域运算82
四、连续信号的时域分解87
第二节离散信号的时域描述和计算91
一、连续信号的采样和恢复91
二、离散信号的描述94
三、离散信号的时域运算97
第三节信号的相关分析103
一、连续信号的相关分析103
二、两序列相关运算107
第四节应用MATLAB进行信号的时域描述和分析107
本章要点113
习题113
第四章信号的频域描述与分析116
**节连续时间信号的频域描述与分析116
一、周期信号的频谱分析116
二、非周期信号的频谱分析123
第二节离散信号的频域分析129
一、周期信号的频域分析129
二、非周期信号的频域分析134
三、4种信号频谱分析小结136
四、应用DFT和FFT的频谱分析138
第三节应用MATLAB的信号频域分析142
本章要点147
习题148
第五章系统的时域分析151
**节线性系统的时域描述和分析151
一、线性系统的时域响应151
二、线性连续系统的响应152
三、线性离散系统的响应155
第二节线性系统状态空间描述和分析157
一、线性系统状态空间描述158
二、线性系统状态空间分析165
三、线性系统的结构特性分析170
第三节双转子直升机系统188
一、双转子直升机系统的模型188
二、时域分析191
第四节应用MATLAB的积分变换192
本章要点194
习题195
第六章系统的频域描述与分析202
**节系统的频率特性202
一、频率特性的基本概念202
二、系统的频率响应203
三、利用系统频率特性求系统响应204
第二节系统频率特性的几何表示法208
一、幅相频率特性曲线208
二、伯德图211
第三节应用MATLAB的系统频域分析217
一、连续系统的频率特性217
二、离散系统的频率特性219
本章要点221
习题221
第七章系统的复频域描述与分析222
**节系统传递函数222
一、连续系统的传递函数222
二、离散系统的脉冲传递函数224
三、传递函数矩阵225
第二节复频域分析228
一、连续系统复频域分析228
二、离散系统复频域分析236
第三节实例:双转子直升机系统的传递函数241
第四节应用MATLAB的系统复频域分析242
一、连续系统242
二、离散系统246
本章要点249
习题249
第八章滤波器251
**节滤波器概述251
一、滤波及滤波器的基本原理251
二、滤波器的分类252
三、滤波器的技术要求253
第二节模拟滤波器255
一、概述255
二、巴特沃思(Butterworth)低通滤波器256
三、切比雪夫(Chebyshev)低通滤波器259
四、频率变换264
五、无源滤波器267
第三节数字滤波器的设计268
一、概述268
二、无限冲激响应(IIR)数字滤波器的设计方法269
三、有限冲激响应(FIR)数字滤波器275
第四节应用MATLAB的滤波器设计280
一、模拟滤波器设计280
二、数字滤波器设计284
本章要点291
习题291
第九章控制系统的稳定性分析293
**节控制系统的稳定性293
一、稳定性的基本概念293
二、外部稳定性及其充要条件293
三、内部稳定性(李雅普诺夫稳定性)294
第二节外部稳定性分析296
一、代数判据296
二、频域判据300
三、相对稳定性分析306
四、离散系统的稳定性307
第三节李雅普诺夫稳定性分析311
一、李雅普诺夫**法311
二、李雅普诺夫第二法312
三、线性定常系统渐近稳定的判别315
第四节实例:双转子直升机系统稳定性分析318
一、代数判据分析318
二、奈奎斯特稳定性判据分析319
三、李雅普诺夫方法分析320
第五节应用MATLAB的控制系统稳定性分析321
本章要点323
习题324
第十章控制系统的稳态性能分析328
**节控制系统误差328
一、线性定常连续系统的稳态误差328
二、线性定常离散系统的稳态误差332
第二节连续系统的误差分析332
一、连续系统的型别332
二、连续系统静态误差系数法333
第三节离散系统的误差分析337
一、离散系统的型别337
二、离散系统静态误差系数法338
第四节实例:双转子直升机系统的稳态性能分析340
一、按误差定义分析341
二、静态误差系数法分析341
三、扰动作用下的双转子直升机系统稳态性能分析342
第五节应用MATLAB的控制系统误差分析343
本章要点346
习题346
第十一章控制系统的动态性能分析349
**节根轨迹法分析349
一、根轨迹基本原理350
二、根轨迹绘制规则352
三、利用根轨迹分析系统性能362
第二节频率法分析369
一、闭环系统的频域性能指标369
二、闭环系统频域与时域指标转换370
三、利用开环频率特性分析系统性能374
第三节实例:双转子直升机控制系统的动态性能分析380
一、根轨迹法分析381
二、频率法分析382
第四节应用MATLAB的控制系统动态性能分析383
本章要点386
习题387
第十二章控制系统的综合391
**节控制系统的设计和校正问题391
一、校正的概念391
二、校正的基本方式391
第二节串联校正392
一、频率法串联校正392
二、根轨迹法串联校正400
第三节PID控制408
一、PID控制概述408
二、PID控制器参数设计411
第四节控制系统的数字校正415
一、数字化模拟控制器415
二、*少拍控制系统419
第五节实例:双转子直升机控制系统校正428
一、频率法串联校正429
二、根轨迹法串联校正430
第六节应用MATLAB的控制系统综合433
本章要点439
习题439
第十三章状态空间法综合441
**节状态反馈控制系统441
一、状态反馈控制系统构成441
二、状态反馈控制系统实现极点任意配置的条件442
三、单输入系统极点配置算法443
四、输出反馈控制系统的局限性445
第二节状态观测器447
一、状态观测器447
二、引入观测器的状态反馈控制系统455
第三节实例:双转子直升机控制系统状态反馈控制457
一、状态反馈控制457
二、具有状态观测器的状态反馈控制458
第四节应用MATLAB的状态空间法综合459
本章要点465
习题465
参考文献469
**章绪论1
**节信号1
一、信号的概念1
二、信号的分类3
第二节系统5
一、系统的描述5
二、系统的性质6
第三节控制系统10
一、自动控制的基本原理10
二、自动控制的基本形式11
三、自动控制系统的基本组成12
四、自动控制系统的基本性能要求13
五、自动控制系统所要研究的问题14
本章要点15
习题15
第二章数学基础17
**节傅里叶变换17
一、连续傅里叶变换(CFT)17
二、离散时间傅里叶变换(DTFT)31
三、离散傅里叶变换(DFT)36
四、快速傅里叶变换(FFT)41
第二节拉普拉斯变换48
一、从傅里叶变换到拉普拉斯变换48
二、拉普拉斯变换的收敛域49
三、拉普拉斯变换的性质51
四、单边拉普拉斯变换53
第三节Z变换54
一、从离散时间傅里叶变换(DTFT)到Z变换54
二、Z变换的收敛域55
三、Z变换的性质57
四、单边Z变换61
第四节几个数学变换之间的关系63
一、拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系64
二、Z变换与傅里叶变换的关系65
三、Z变换与拉普拉斯变换的关系67
第五节应用MATLAB的积分变换67
一、傅里叶变换67
二、拉普拉斯变换及其反变换69
本章要点72
习题72
第三章信号的时域描述与分析77
**节连续信号的时域描述和计算77
一、连续信号的描述77
二、典型连续信号78
三、连续信号的时域运算82
四、连续信号的时域分解87
第二节离散信号的时域描述和计算91
一、连续信号的采样和恢复91
二、离散信号的描述94
三、离散信号的时域运算97
第三节信号的相关分析103
一、连续信号的相关分析103
二、两序列相关运算107
第四节应用MATLAB进行信号的时域描述和分析107
本章要点113
习题113
第四章信号的频域描述与分析116
**节连续时间信号的频域描述与分析116
一、周期信号的频谱分析116
二、非周期信号的频谱分析123
第二节离散信号的频域分析129
一、周期信号的频域分析129
二、非周期信号的频域分析134
三、4种信号频谱分析小结136
四、应用DFT和FFT的频谱分析138
第三节应用MATLAB的信号频域分析142
本章要点147
习题148
第五章系统的时域分析151
**节线性系统的时域描述和分析151
一、线性系统的时域响应151
二、线性连续系统的响应152
三、线性离散系统的响应155
第二节线性系统状态空间描述和分析157
一、线性系统状态空间描述158
二、线性系统状态空间分析165
三、线性系统的结构特性分析170
第三节双转子直升机系统188
一、双转子直升机系统的模型188
二、时域分析191
第四节应用MATLAB的积分变换192
本章要点194
习题195
第六章系统的频域描述与分析202
**节系统的频率特性202
一、频率特性的基本概念202
二、系统的频率响应203
三、利用系统频率特性求系统响应204
第二节系统频率特性的几何表示法208
一、幅相频率特性曲线208
二、伯德图211
第三节应用MATLAB的系统频域分析217
一、连续系统的频率特性217
二、离散系统的频率特性219
本章要点221
习题221
第七章系统的复频域描述与分析222
**节系统传递函数222
一、连续系统的传递函数222
二、离散系统的脉冲传递函数224
三、传递函数矩阵225
第二节复频域分析228
一、连续系统复频域分析228
二、离散系统复频域分析236
第三节实例:双转子直升机系统的传递函数241
第四节应用MATLAB的系统复频域分析242
一、连续系统242
二、离散系统246
本章要点249
习题249
第八章滤波器251
**节滤波器概述251
一、滤波及滤波器的基本原理251
二、滤波器的分类252
三、滤波器的技术要求253
第二节模拟滤波器255
一、概述255
二、巴特沃思(Butterworth)低通滤波器256
三、切比雪夫(Chebyshev)低通滤波器259
四、频率变换264
五、无源滤波器267
第三节数字滤波器的设计268
一、概述268
二、无限冲激响应(IIR)数字滤波器的设计方法269
三、有限冲激响应(FIR)数字滤波器275
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一、模拟滤波器设计280
二、数字滤波器设计284
本章要点291
习题291
第九章控制系统的稳定性分析293
**节控制系统的稳定性293
一、稳定性的基本概念293
二、外部稳定性及其充要条件293
三、内部稳定性(李雅普诺夫稳定性)294
第二节外部稳定性分析296
一、代数判据296
二、频域判据300
三、相对稳定性分析306
四、离散系统的稳定性307
第三节李雅普诺夫稳定性分析311
一、李雅普诺夫**法311
二、李雅普诺夫第二法312
三、线性定常系统渐近稳定的判别315
第四节实例:双转子直升机系统稳定性分析318
一、代数判据分析318
二、奈奎斯特稳定性判据分析319
三、李雅普诺夫方法分析320
第五节应用MATLAB的控制系统稳定性分析321
本章要点323
习题324
第十章控制系统的稳态性能分析328
**节控制系统误差328
一、线性定常连续系统的稳态误差328
二、线性定常离散系统的稳态误差332
第二节连续系统的误差分析332
一、连续系统的型别332
二、连续系统静态误差系数法333
第三节离散系统的误差分析337
一、离散系统的型别337
二、离散系统静态误差系数法338
第四节实例:双转子直升机系统的稳态性能分析340
一、按误差定义分析341
二、静态误差系数法分析341
三、扰动作用下的双转子直升机系统稳态性能分析342
第五节应用MATLAB的控制系统误差分析343
本章要点346
习题346
第十一章控制系统的动态性能分析349
**节根轨迹法分析349
一、根轨迹基本原理350
二、根轨迹绘制规则352
三、利用根轨迹分析系统性能362
第二节频率法分析369
一、闭环系统的频域性能指标369
二、闭环系统频域与时域指标转换370
三、利用开环频率特性分析系统性能374
第三节实例:双转子直升机控制系统的动态性能分析380
一、根轨迹法分析381
二、频率法分析382
第四节应用MATLAB的控制系统动态性能分析383
本章要点386
习题387
第十二章控制系统的综合391
**节控制系统的设计和校正问题391
一、校正的概念391
二、校正的基本方式391
第二节串联校正392
一、频率法串联校正392
二、根轨迹法串联校正400
第三节PID控制408
一、PID控制概述408
二、PID控制器参数设计411
第四节控制系统的数字校正415
一、数字化模拟控制器415
二、*少拍控制系统419
第五节实例:双转子直升机控制系统校正428
一、频率法串联校正429
二、根轨迹法串联校正430
第六节应用MATLAB的控制系统综合433
本章要点439
习题439
第十三章状态空间法综合441
**节状态反馈控制系统441
一、状态反馈控制系统构成441
二、状态反馈控制系统实现极点任意配置的条件442
三、单输入系统极点配置算法443
四、输出反馈控制系统的局限性445
第二节状态观测器447
一、状态观测器447
二、引入观测器的状态反馈控制系统455
第三节实例:双转子直升机控制系统状态反馈控制457
一、状态反馈控制457
二、具有状态观测器的状态反馈控制458
第四节应用MATLAB的状态空间法综合459
本章要点465
习题465
参考文献469
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