先进控制理论与方法导论 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:章卫国

出品人:

页数:248

译者:

出版时间:2000-4-1

价格:19.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787561212356

丛书系列:

图书标签:

• 控制理论
• 先进控制
• 现代控制
• 系统工程
• 自动控制
• 优化控制
• 建模与分析
• 控制系统设计
• 非线性控制
• 自适应控制

现代信号处理与系统分析：从基础到前沿 本书内容概述 本书系统阐述了现代信号处理与系统分析领域的基础理论、核心算法及其在工程实践中的应用。全书结构严谨，逻辑清晰，旨在为读者构建一个全面、深入的知识框架，使读者不仅能掌握经典理论，更能理解当前研究的前沿动态。 第一部分：信号与系统的基本理论 本部分奠定了整个信号处理与系统分析的数学基础。首先，从连续时间和离散时间信号的表示法、性质（如周期性、能带、功率）入手，详细介绍了傅里叶级数与傅里叶变换（FT）的数学推导及其在频域分析中的重要性。重点讨论了狄拉克函数和单位冲激的性质，为后续的系统分析提供工具。 随后，系统理论被引入。我们深入探讨了线性时不变（LTI）系统的基本特性，如因果性、稳定性。卷积积分与卷积和作为描述LTI系统核心的运算被详尽解析。拉普拉斯变换（Laplace Transform）和Z变换（Z-Transform）作为系统分析的强大工具被详细讲解，涵盖了单边和双边变换的收敛域（ROC）概念，并展示了如何利用这些变换来求解微分方程和差分方程，分析系统的瞬态响应和稳态响应。 第二部分：离散时间信号处理（DSP） 随着数字技术的发展，离散时间信号处理成为现代工程的核心。本部分聚焦于数字信号的表示、采样与量化。关键内容包括：奈奎斯特-香农采样定理的严格证明及其在实际系统设计中的指导意义。我们详细分析了离散傅里叶变换（DFT）的数学定义、性质以及其计算效率的提升——快速傅里叶变换（FFT）算法（包括基-2、基-4等不同结构）。 滤波器设计是DSP的关键环节。本书详细区分了IIR（无限脉冲响应）滤波器和FIR（有限脉冲响应）滤波器，并对比了它们在相位特性、运算复杂度和实现难度上的优劣。在IIR滤波器设计部分，我们讲解了双线性变换法（Bilinear Transformation）和冲激不变法，重点讨论了巴特沃斯（Butterworth）和切比雪夫（Chebyshev）滤波器的设计规范。对于FIR滤波器，本书详述了窗函数法（如汉宁窗、海明窗）以及频率采样法的设计过程，并探讨了最优滤波器（如Parks-McClellan算法）的基本思想。 第三部分：数字滤波器与谱分析 本部分深入探究了实际应用中的滤波器实现与频谱分析技术。在数字滤波器实现方面，我们讨论了直接形式、级联形式和并行形式的结构，以及有限精度对滤波器性能的影响，如量化误差和溢出问题。 谱分析部分侧重于信号能量的频域分布研究。除了经典的周期图估计（Periodogram），本书详细介绍了现代谱估计方法。这包括参数化模型（如自回归AR、移动平均MA、ARMA模型）的引入，并重点阐述了Yule-Walker方程在AR模型系数估计中的应用。此外，高分辨率谱估计技术如子空间法（如MUSIC、ESPRIT）的基本原理也被纳入讨论，为雷达、声纳等领域的高精度频率估计奠定理论基础。 第四部分：自适应信号处理 自适应滤波器是处理环境变化或系统不确定性问题的关键工具。本部分系统介绍了自适应滤波器的基本结构、性能指标（如收敛速度和稳态误差）。核心内容围绕自适应权值向量的更新算法展开。 我们首先详细推导了最小均方误差（LMS）算法，分析了其收敛特性，并讨论了步长选择对性能的影响。随后，引入了更先进的递归最小二乘（RLS）算法，并比较了LMS和RLS在计算复杂度、收敛速度和稳健性方面的差异。这些自适应技术在噪声消除、回声消除、信道均衡等领域具有直接的应用价值。 第五部分：多通道信号处理与应用 现代应用往往涉及多个传感器或数据流。本部分扩展到多通道系统分析。重点讨论了协方差矩阵的性质和特征值分解。 在多通道滤波方面，本书介绍了维纳滤波器（Wiener Filter）的理论，该滤波器在已知信号和噪声统计特性的情况下，能实现最优的线性估计。接着，我们探讨了阵列信号处理（Array Signal Processing）的基础，包括波束形成（Beamforming）的基本概念，如延迟求和波束形成器。这为雷达和通信系统中的空间滤波奠定了基础。 总结与展望 全书内容覆盖了从基础数学工具到复杂自适应算法的完整体系，强调理论的严谨性和工程的可实现性。每一章节后都附有精心设计的例题和仿真练习，旨在加深读者的理解和实践能力。本书适合作为高等院校电子工程、信息与通信工程、自动化等专业高年级本科生或研究生的教材或参考书。

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