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本书注重课程内容的逻辑性、专业性和实用性，重点阐述***与系统的物理意义，书中举出大量的应用实例，并给出了MATLAB实现方法。本书结合典型的实际工程问题，给出具体分析、解决问题的方法和步骤，引导学生建立理论与工程实际的联系，并体会课程的基础性、实用性，激发和提高学生的学习兴趣。全书共7章，包括：绪论、连续时间***与系统的时域分析、连续时间***与系统的频域分析、连续时间***与系统的复频域分析、离散时间***与系统的时域分析、离散时间***与系统的频域分析、离散时间***与系统的z域分析。本书提供配套的电子课件PPT、习题参考答案、MATLAB仿真程序代码、每章精选的难题解答等。本书可作为高等学校电气类、自动化类、通信类、机械类、能源与动力类、电子信息类、计算机类等工科类专业“***与系统”及“***与系统实验”课程的教材，也可供相关科技、工程技术人员学习和参考。

第1章 绪论1

1.1 ***的基本概念1

1.2 ***的描述1

1.3 ***的分类2

1.3.1 确定***与随机***2

1.3.2 连续时间***与离散时间***2

1.3.3 周期***与非周期***3

1.3.4 能量***与功率***4

1.3.5 因果***与非因果***5

1.4 系统的基本概念6

1.5 系统的描述6

1.6 系统的分类7

1.6.1 连续时间系统与离散时间系统7

1.6.2 线性系统与非线性系统8

1.6.3 时不变系统与时变系统9

1.*** 因果系统与非因果系统10

1.6.5 稳定系统与非稳定系统11

1.6.6 可逆系统与不可逆系统11

1.6.7 记忆系统与无记忆系统12

1.7 系统的分析方法12

1.8 小结13

习题113

第2章 连续时间***与系统的时域分析16

2.1 引言16

2.2 典型连续时间***及其基本特性16

2.2.1 正弦***16

2.2.2 指数***17

2.2.3 抽样函数***18

2.2.4 单位阶跃***19

2.2.5 单位冲激***20

2.2.6 符号函数***21

2.2.7 冲激偶***21

2.2.8 单位斜变***22

2.3 连续时间***的基本运算23

2.4 连续时间系统的数学模型27

2.4.1 连续时间系统的数学模型概述27

2.4.2 线性常系数微分方程的经典解法27

2.4.3 零输入响应和零状态响应29

2.5 单位冲激响应和单位阶跃响应35

2.5.1 单位冲激响应35

2.5.2 单位阶跃响应36

2.6 卷积积分及其性质38

2.6.1 卷积积分的定义38

2.6.2 卷积积分的性质40

2.6.3 零状态响应的卷积求解法43

2.7 用单位冲激响应表征的线性时不变系统的特性43

2.8 小结45

习题246

MATLAB习题248

第3章 连续时间***与系统的频域分析49

3.1 引言49

3.2 连续时间周期***的频域分析49

3.2.1 三角函数形式的傅里叶级数49

3.2.2 指数形式的傅里叶级数51

3.2.3 周期***的对称性与傅里叶级数的特性52

3.2.4 周期***的频谱56

3.2.5 周期***的功率谱59

3.3 连续时间非周期***的频域分析62

3.3.1 傅里叶变换62

3.3.2 典型非周期***的傅里叶变换65

3.3.3 傅里叶变换的性质68

3.3.4 周期***的傅里叶变换76

3.4 抽样定理79

3.4.1 ***的时域抽样79

3.4.2 时域抽样定理81

3.5 连续时间LTI系统的频域分析82

3.5.1 连续时间LTI系统的频率响应82

3.5.2 连续时间LTI系统响应的频域分析84

3.5.3 正弦***通过连续时间LTI系统的响应86

3.5.4 无失真传输系统88

3.5.5 理想低通滤波器89

3.6 小结93

习题394

MATLAB习题398

第4章 连续时间***与系统的复频域分析101

4.1 引言101

4.2 连续时间***的复频域分析102

4.2.1 从傅里叶变换到拉普拉斯变换102

4.2.2 拉普拉斯变换的收敛域103

4.2.3 常见***的单边拉普拉斯变换105

4.3 单边拉普拉斯变换的性质108

4.3.1 线性特性109

4.3.2 时移特性109

4.3.3 复频移特性110

4.3.4 尺度变换特性111

4.3.5 时域卷积特性111

4.3.6 复频域卷积特性112

4.3.7 时域微分特性112

4.3.8 时域积分特性113

4.3.9 复频域微分特性114

4.3.10 复频域积分特性114

4.3.11 初值定理115

4.3.12 终值定理117

4.4 拉普拉斯反变换的计算119

4.4.1 单边拉普拉斯反变换的计算119

4.4.2 双边拉普拉斯反变换的计算124

4.5 连续时间系统的复频域分析124

4.5.1 连续时间***的复频域分解124

4.5.2 在复指数*** 的激励下系统的零状态响应125

4.5.3 任意***激励下系统的零状态响应125

4.5.4 LTI系统微分方程的复频域求解126

4.6 线性时不变系统的系统函数129

4.6.1 系统函数的定义129

4.6.2 系统的零、极点图130

4.6.3 系统函数的应用132

4.7 【课程思政】――从赫维赛德到拉普拉斯变换139

4.8 小结140

习题4141

MATLAB习题4144

第5章 离散时间***与系统的时域分析145

5.1 引言145

5.2 典型离散时间***及其特性145

5.2.1 单位样值序列146

5.2.2 单位阶跃序列146

5.2.3 单位矩形序列147

5.2.4 正弦序列147

5.2.5 指数序列149

5.3 离散时间***的基本运算150

5.4 离散时间系统的数学模型和性质152

5.5 离散时间系统的响应154

5.5.1 用迭代法求离散时间系统的响应154

5.5.2 用经典法求离散时间系统的响应155

5.5.3 零输入响应和零状态响应157

5.6 离散时间系统的单位样值响应和单位阶跃响应161

5.7 离散时间系统的卷积和164

5.7.1 卷积和的定义和计算方法164

5.7.2 卷积和的性质168

5.7.3 零状态响应的卷积和求解169

5.8 用单位样值响应表征的线性移不变系统的特性170

5.9 小结173

习题5173

MATLAB习题5174

第6章 离散时间***与系统的频域分析176

6.1 引言176

6.2 周期序列的离散傅里叶级数（DFS）176

6.2.1 DFS变换式176

6.2.2 DFS频谱系数的特征180

6.2.3 周期矩形序列的频谱180

6.3 非周期序列的离散时间傅里叶变换（DTFT）183

6.3.1 离散时间傅里叶变换183

6.3.2 离散时间傅里叶反变换185

6.3.3 典型非周期***的离散时间傅里叶变换186

*** 周期序列的离散时间傅里叶变换192

6.5 离散时间傅里叶变换的性质196

6.5.1 周期性196

6.5.2 线性特性196

6.5.3 奇偶性197

6.5.4 时移特性197

6.5.5 频移特性197

6.5.6 时域卷积特性198

6.5.7 频域卷积特性199

6.5.8 时域差分特性199

6.5.9 时域累加特性200

6.5.10 频域微分特性200

6.5.11 帕塞瓦尔能量定理201

6.6 离散傅里叶变换（DFT）202

6.7 离散傅里叶变换的性质205

6.7.1 线性特性205

6.7.2 隐含周期性206

6.7.3 奇偶性和对称性206

6.7.4 时频互易特性208

6.7.5 时域循环移位特性208

6.7.6 频域循环移位特性209

6.7.7 时域循环卷积特性209

6.7.8 频域循环卷积特性214

6.7.9 帕塞瓦尔能量定理214

6.7.10 IDFT的DFT计算214

6.8 用离散傅里叶变换近似分析连续时间***215

6.8.1 近似分析的方法215

6.8.2 近似分析出现的问题217

6.8.3 频率分辨率222

6.8.4 利用DFT近似分析连续时间***频谱的参数选择224

6.9 离散时间系统的频域分析225

6.9.1 离散时间系统的频率响应225

6.9.2 离散时间系统的零状态响应228

6.10 【课程思政】――电力系统谐波分析229

6.10.1 ***的表示229

6.10.2 ***的抽样230

6.10.3 DFT变换230

6.10.4 谐波数据的确定231

6.10.5 问题的进一步分析232

6.10.6 问题的扩展研究235

6.11 小结236

习题6236

MATLAB习题6240

第7章 离散时间***与系统的z域分析242

7.1 引言242

7.2 z变换242

7.2.1 z变换的定义242

7.2.2 z变换的收敛域243

7.3 z变换的性质250

7.4 z反变换259

7.4.1 直接法260

7.4.2 部分分式展开法260

7.5 离散时间系统的z域分析265

7.5.1 线性移不变离散时间系统的系统函数265

7.5.2 用z变换求解离散时间系统的差分方程267

7.6 离散时间系统的零、极点与时域响应270

7.6.1 H(z)的零、极点271

7.6.2 H(z)的极点与时域响应272

7.7 线性移不变离散时间系统的稳定性276

7.8 H(z)与离散时间系统的频率响应279

7.9 z域与s域的关系282

7.10 离散系统的结构283

7.10.1 离散系统的方框图的实现283

7.10.2 离散系统的级联和并联287

7.11 【课程思政】――工频干扰下的低频***检测288

7.12 小结295

习题7296

MATLAB习题7298

参考文献299

严国志，工学博士，武汉大学电气工程学院副教授，硕士生导师，发表核心以上学术论文10余篇，国防专利1项，实用新型专利2项。指导学生参加竞赛获 一等奖、二等奖等多项。武汉大学"***与系统”课程负责人。

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书籍介绍

本书注重课程内容的逻辑性、专业性和实用性，重点阐述***与系统的物理意义，书中举出大量的应用实例，并给出了MATLAB实现方法。本书结合典型的实际工程问题，给出具体分析、解决问题的方法和步骤，引导学生建立理论与工程实际的联系，并体会课程的基础性、实用性，激发和提高学生的学习兴趣。全书共7章，包括：绪论、连续时间***与系统的时域分析、连续时间***与系统的频域分析、连续时间***与系统的复频域分析、离散时间***与系统的时域分析、离散时间***与系统的频域分析、离散时间***与系统的z域分析。本书提供配套的电子课件PPT、习题参考答案、MATLAB仿真程序代码、每章精选的难题解答等。本书可作为高等学校电气类、自动化类、通信类、机械类、能源与动力类、电子信息类、计算机类等工科类专业“***与系统”及“***与系统实验”课程的教材，也可供相关科技、工程技术人员学习和参考。