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绪论1

第1章 信号与系统的概念6

1.1信号的定义与分类6

信号的定义6

信号的分类6

1.2典型连续信号及其时域特性10

直流信号10

正弦信号10

指数信号11

复指数信号12

抽样信号13

1.3信号的时域变换13

反折13

时移14

尺度15

倒相15

1.4信号的时域运算17

相加17

相乘18

数乘18

微分18

积分18

1.5奇异信号19

单位斜变信号19

单位阶跃信号19

单位门信号20

单位冲激信号21

单位冲激偶信号25

符号信号27

1.6系统的定义与描述27

系统的定义27

系统的数学模型28

系统的框图表示28

1.7系统的性质与分类30

系统的性质30

系统的分类31

1.8信号与系统概念的Matlab实现34

连续时间信号的Matlab表示34

常用连续时间信号的Matlab表示35

连续信号的时域运算和变换41

1.9典型例题解析44

本章小结51

自测题55

习题59

第2章 连续时间系统的时域分析63

2.1连续时间系统的数学模型63

微分方程63

传输算子64

2.2连续时间系统的时域模拟65

2.3连续时间系统的响应68

微分方程的经典解68

起始点的跳变——0-到0+状态的转换70

零输入响应和零状态响应73

2.4冲激响应和阶跃响应75

冲激响应75

阶跃响应78

2.5卷积积分79

卷积积分的定义79

卷积的图示79

2.6卷积积分的性质81

卷积的代数运算81

函数与奇异函数的卷积83

卷积的微分与积分85

2.7求系统零状态响应的卷积积分法86

2.8连续时间系统时域分析的Matlab实现87

2.9典型例题解析90

本章小结93

自测题95

习题97

第3章 连续时间信号与系统的频域分析101

3.1周期信号的傅里叶级数分析101

周期信号的分解102

奇、偶函数的傅里叶级数108

傅里叶级数的指数形式110

典型周期信号的傅里叶级数111

3.2周期信号的频谱115

周期信号的频谱115

周期矩形脉冲信号的频谱115

周期信号的功率118

3.3非周期信号的频谱120

傅里叶变换120

典型非周期信号的傅里叶变换122

奇异函数傅里叶变换126

3.4傅里叶变换的性质129

傅里叶变换的性质129

相关定理145

3.5周期信号的傅里叶变换148

3.6取样定理153

取样信号的频谱153

时域取样定理156

频域取样定理157

3.7连续时间系统的频域分析157

频域系统函数158

系统对非周期信号的响应159

系统对周期信号的响应160

3.8无失真传输161

3.9理想低通滤波器165

理想低通滤波器的冲激响应166

理想低通滤波器的阶跃响应167

3.10调制与解调169

3.11从抽样信号恢复连续时间信号172

3.12连续时间信号与系统的频域分析的Matlab实现174

3.13典型例题解析177

本章小结181

自测题187

习题190

第4章 连续时间信号与系统的复频域分析199

4.1拉普拉斯变换199

从傅里叶变换到拉普拉斯变换199

拉普拉斯变换的收敛域201

常用信号的拉普拉斯变换202

4.2拉普拉斯变换的性质204

4.3拉普拉斯逆变换208

查表法208

部分分式展开法209

围线积分法（留数法）211

4.4连续时间系统的复频域分析211

微分方程的复频域解212

电路的s域模型212

4.5系统函数214

系统函数H（s）的定义214

利用系统函数求系统的零状态响应215

4.6系统函数的零、极点分布对系统时域特性的影响215

系统函数的零、极点分布与系统冲激响应特性的关系216

系统函数的零、极点分布与系统响应形式之间的关系218

4.7系统函数的零、极点分布与系统频率响应特性的关系220

4.8系统的s域模拟图与框图222

系统的s域模拟图222

系统的框图225

4.9系统的稳定性分析226

系统的稳定性226

系统稳定性的判断226

4.10双边拉普拉斯变换229

4.11拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系231

4.12连续时间信号与系统的复频域分析的Matlab实现234

Matlab实现部分分式展开式234

拉普拉斯变换及其曲面图237

绘制连续系统的零、极点图238

连续系统的零、极点分析239

4.13典型例题解析241

本章小结247

自测题252

习题256

第5章 离散时间信号与系统的时域分析261

5.1离散时间信号及其时域特性261

离散时间信号261

离散时间信号的时域运算和变换262

常用的典型离散时间信号264

5.2离散时间系统及其数学描述267

离散时间系统的性质268

离散时间系统的数学模型——差分方程269

离散时间系统的模拟270

5.3离散时间系统的响应——时域分析272

差分方程的时域求解272

单位样值响应276

5.4卷积和278

卷积和的性质278

卷积和的运算278

5.5离散时间系统时域分析的Matlab实现282

5.6典型例题解析285

本章小结291

自测题296

习题299

第6章 离散时间信号与系统的z域分析302

6.1 z变换302

z变换的定义302

z变换的收敛域303

6.2常用序列的z变换305

单位样值序列305

单位阶跃序列305

斜变序列305

指数序列306

复指数序列306

6.3 z变换的性质306

线性特性306

时移特性307

z域微分特性308

z域尺度变换特性309

时域卷积特性310

初值定理310

终值定理311

6.4逆z变换313

幂级数展开法（长除法）314

部分分式展开法315

围线积分法（留数法）317

6.5 z变换与拉普拉斯变换的关系319

6.6离散时间系统的z域分析321

用z变换求解线性离散时间系统的响应321

离散时间系统的系统函数324

系统函数的零、极点分布与单位样值响应的关系325

离散时间系统的稳定性和因果性326

6.7离散时间系统的频率响应特性327

离散时间系统的频率响应327

频率响应特性的几何确定327

6.8离散时间系统的z域分析的Matlab实现330

用留数法求解逆z变换的Matlab实现330

求解系统完全响应的Matlab实现331

利用Matlab求解系统的零、极点分布及频响特性333

6.9典型例题解析334

本章小结338

自测题342

习题345

第7章 线性系统的状态变量分析349

7.1线性系统的状态变量法349

系统用状态变量描述的基本术语350

系统的状态变量描述352

7.2连续系统状态方程的建立356

根据电路图列写状态方程357

由系统的模拟框图或信号流图建立状态方程358

由微分方程或系统函数建立状态方程359

7.3离散系统状态变量的建立362

离散系统状态方程的一般形式363

由系统框图或信号流图建立状态方程363

由差分方程或系统函数建立状态方程364

7.4系统状态方程的求解365

连续时间系统状态方程的求解365

离散时间系统状态方程的求解367

7.5系统的可控制性和可观测性370

7.6控制系统的李雅普诺夫稳定性分析372

稳定性的基本概念372

李雅普诺夫稳定性理论376

李雅普诺夫方法在线性系统中的应用381

7.7系统状态变量分析法的Matlab实现384

系统微分方程到状态方程的转换384

由系统状态方程求系统函数矩阵H（s）385

连续时间系统的状态方程求解386

离散时间系统的状态方程求解387

利用Matlab进行稳定性分析389

7.8典型例题解析391

本章小结396

自测题398

习题402

部分习题参考答案406

参考文献422