自动控制原理:常见题型解析及模拟题 (平装) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西北工业大学出版社

作者:卢京潮

出品人:

页数:254

译者:

出版时间:1998-1

价格:22.0

装帧:平装

isbn号码:9787561210017

丛书系列:

图书标签:

• 自动控制原理
• 控制理论
• 电路分析
• 数学建模
• 模拟题
• 考研
• 教材
• 工程控制
• 系统分析
• 信号处理

《现代信号处理导论：理论、算法与应用》 内容概要： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的现代信号处理的知识体系。全书结构清晰，从最基础的信号与系统理论出发，逐步深入到高级的随机信号分析、数字滤波器设计、谱估计方法以及最新的时频分析技术。本书不仅强调理论的严谨性，更注重算法的实现与实际工程应用，力求在理论深度和工程实践之间搭建一座坚实的桥梁。 第一部分：信号与系统基础 本部分奠定了整个信号处理领域所需的数学基础和核心概念。 第一章：信号的表示与分析 详细阐述了连续时间信号和离散时间信号的定义、分类及其基本性质（如周期性、能量、功率等）。重点介绍了傅里叶级数和傅里叶变换（FT）在线性时不变（LTI）系统分析中的核心地位。通过大量的实例，展示了如何利用傅里叶变换来分析周期信号和非周期信号的频谱特性。 第二章：线性时不变系统（LTI） 深入探讨了LTI系统的核心——卷积运算。详细推导了系统的冲激响应和系统函数的概念，并阐释了时域卷积与频域乘积之间的对偶关系。本章特别强调了系统的因果性、稳定性判据，并结合实例分析了理想低通滤波器、高通滤波器等基本滤波器的时频特性。 第三章：Z变换及其应用 系统性地引入了离散时间信号分析的强大工具——Z变换。详细讲解了单边Z变换和双边Z变换的收敛域（ROC）概念及其重要性。通过Z变换，对离散时间系统的稳定性、因果性、系统函数分解（如部分分式展开）进行了深入分析，为后续数字滤波器设计打下坚实基础。 第二部分：随机信号处理 本部分聚焦于实际工程中普遍存在的随机过程信号的分析与建模，这是现代通信、雷达、控制等领域不可或缺的基础。 第四章：随机过程基础理论 定义了随机过程的基本概念，包括均值函数、自相关函数和协方差函数。详细介绍了高斯过程、平稳过程（宽平稳和严平稳）以及各态历经性的概念。重点分析了随机过程通过LTI系统的输出特性，特别是功率谱密度（PSD）的计算与性质。 第五章：最优滤波理论 本章是随机信号处理的精髓。首先介绍了维纳-霍夫方程，并推导了离散时间维纳滤波器的求解方法，用于实现信号的最佳线性估计。随后，扩展到卡尔曼滤波（Kalman Filtering）的基础，阐述了它在状态空间模型下对不确定性系统的最优线性无偏估计的卓越性能，并辅以实例说明其在导航和跟踪中的应用。 第三部分：数字信号处理（DSP） 本部分是信号处理从理论走向实践的关键环节，聚焦于有限精度、有限速率下的信号处理技术。 第六章：快速傅里叶变换（FFT） 系统介绍了离散傅里叶变换（DFT）的性质和计算复杂性。详细讲解了Cooley-Tukey算法的蝶形运算结构和实现原理，着重分析了基-2 FFT算法的分解步骤和复杂度优化。本章还讨论了FFT在周期延拓误差（谱泄漏）和栅栏效应等实际应用问题上的处理方法。 第七章：数字滤波器设计 系统地阐述了数字滤波器设计的主要方法。 IIR 滤波器设计： 重点讲解了双线性变换法（BLT），以及如何利用模拟滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）的设计结果进行转换，同时讨论了预畸变技术。 FIR 滤波器设计： 详细介绍了窗函数法（如矩形窗、汉宁窗、海明窗）的设计步骤，并深入分析了频域不对称采样问题。随后，引入了Parks-McClellan算法（最小均方误差准则），用于设计最优线性相位FIR滤波器。 第八章：谱分析方法 区分了经典谱分析（周期图法）和现代谱分析方法。 经典方法： 分析了周期图法（PSD的估计）的局限性，特别是其方差较大、分辨率不足的问题。 现代参数化方法： 详细介绍了AR（自回归）模型的建立和Yule-Walker方程的求解，用于高分辨率的谱估计（如Burg算法）。同时介绍了子空间方法（如MUSIC算法）的基本思想，用于提高对正弦波信号的精细分离能力。 第四部分：高级主题与应用 本部分涉及当代信号处理研究的热点和关键技术。 第九章：多相与多速率信号处理 介绍了采样率转换技术，包括抽取（Down-sampling）和插值（Up-sampling）的理论和实际电路实现。重点阐述了多相分解结构在高效实现非整数倍采样率变换中的核心作用，以及其在信道化、欠定采样等领域的应用。 第十章：小波变换与时频分析 超越了传统傅里叶分析的局限性，引入了小波变换（WT）。详细对比了短时傅里叶变换（STFT）和连续小波变换（CWT）的优缺点。重点讲解了离散小波变换（DWT）的Mallat算法（多分辨分析框架），并展示了其在信号去噪、图像压缩中的实际案例，突显其优越的时频局部化能力。 附录 包含矩阵求逆引理、线性代数回顾、常用Z变换对表以及MATLAB/Python在信号处理中的基础函数速查手册。 本书特点： 1. 理论与实践的完美结合： 每章后的习题设计兼顾了理论推导和算法实现两方面，确保读者不仅理解“是什么”，更能掌握“怎么做”。 2. 工程化导向： 强调算法的计算复杂度、精度和实时性要求，使内容紧密贴合现代嵌入式系统和高性能计算的需求。 3. 覆盖面广： 从经典的傅里叶分析到现代的卡尔曼滤波和小波分析，构建了一个完整的现代信号处理知识链条，适合作为高校本科高年级、研究生教材，以及相关领域工程师的专业参考书。 4. 语言精炼，图示丰富： 复杂的数学推导配有清晰的框图和流程图辅助理解，极大地降低了学习曲线。

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这本书的魅力在于它的“工具箱”属性。它不仅仅是教科书，更像是一本高阶的“解题手册”。我发现自己写实验报告或者准备技术面试时，经常会不自觉地翻开它来寻找最精准的表述方式和最恰当的理论支撑。作者在对各种控制器的性能对比分析上做得非常到位，比如PID控制器的局限性，以及如何通过更高级的比如LQR或H-infinity控制来克服这些问题，这种对比分析非常有启发性，让我学会了从多个维度去评估一个控制方案的优劣。这本书没有回避那些晦涩难懂的部分，反而直面它们，用清晰的语言和恰当的比喻去解析，显示出作者深厚的教学功底和对学科的深刻理解。它成功地搭建了一座从入门知识到前沿应用之间的坚实桥梁。

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这本书真是让我大开眼界，虽然我不是科班出身，但对这个领域一直充满好奇。拿到手后，我立刻被它清晰的逻辑和严谨的结构吸引住了。它不像很多技术书籍那样枯燥乏味，反而是用一种非常平易近人的方式，把复杂的控制系统概念娓娓道来。我尤其欣赏作者在讲解基本原理时，总能结合实际生活中的例子，比如家里的恒温器或者汽车的巡航控制系统，这让抽象的理论变得触手可及。书中的插图和图示也做得非常出色，那些状态空间模型和频域分析的图表，不仅专业规范，而且非常直观，大大降低了我理解的门槛。我花了几个周末的时间啃完了前几章，感觉对自动控制的“为什么”和“怎么做”有了更深层次的认识，不再是那种只停留在表面概念的理解。作者在梳理历史脉络和不同控制流派的侧重点上也下了很大功夫，让我明白这个学科是如何一步步发展至今的，这种学术背景的补充，让知识体系更加完整和立体。

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我必须得说，这本书的排版和印刷质量堪称上乘，这在技术书籍中并不常见。纸张的质地很好，墨色清晰，即便是长时间在灯光下阅读，眼睛也不容易感到疲劳。装帧方面，平装本拿在手里有一定的分量感，但同时又保持了足够的便携性，方便我带着它去咖啡馆或者图书馆阅读。更重要的是，书中很多复杂的数学推导过程，作者都进行了分步详解，每一步的逻辑跳转都交代得非常清楚，很少出现需要读者自行脑补跳跃的步骤，这极大地提升了阅读的顺畅度。对于那些需要经常翻阅查阅特定公式或定理的读者来说，书后的索引做得非常详尽和合理，查找效率很高，这在争分夺秒的工程学习中是巨大的加分项。

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坦率地说，当我刚开始接触控制理论时，市面上很多教材都让我感到挫败，它们似乎默认读者已经具备了扎实的线性代数和微分方程基础，上来就是一堆复杂的矩阵运算。然而，这本《自动控制原理》的叙述方式显得格外“体贴”。它在介绍新概念时，会先用更基础的语言铺垫一下相关的数学背景，确保读者不会因为对某个前置知识点理解不深而卡住整个学习进程。我观察到，书中对传递函数模型的建立和时域分析的侧重点分配非常均衡，没有像某些教材那样偏废任何一方。这种平衡性使得读者无论未来是倾向于经典的经典控制还是现代控制，都能打下坚实的基础。对于自学者来说，这本书提供的学习路径设计得非常人性化，每章末尾的总结和思考题，都巧妙地引导你回顾并巩固本章的核心要点，这种自我检验机制非常有效。

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对于长期在业界摸爬滚打的老工程师来说，这本书更像是一本系统性的“内功心法”的精炼总结。我过去更多是依赖项目经验和零散的资料来解决问题，缺乏一个全面、统一的理论框架来指导实践。这本书正好填补了这个空白。它对经典控制理论和现代控制理论的衔接处理得非常流畅，没有那种生硬的割裂感。比如，它在讨论奈奎斯特稳定判据时，不仅仅是给出公式，更深入地探讨了其背后的相角裕度和增益裕度的工程意义，这对于设计鲁棒性强的系统至关重要。我特别喜欢它在案例分析中对设计迭代过程的描述，那种从初步模型建立到参数调整、再到最终性能验证的完整流程，完全就是我们日常工作中的真实写照。书中对于非线性控制和鲁棒控制的初步探讨，也为我们这些希望技术升级的工程师指明了方向，提供了深入研究的起点。

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