电气工程实验教程

电气工程实验教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:清华大学出版社
作者:王玮主编,徐建军等编著
出品人:
页数:376
译者:
出版时间:2006-10
价格:35.00元
装帧:简裝本
isbn号码:9787810828772
丛书系列:
图书标签:
  • 电气工程
  • 实验
  • 教程
  • 电路
  • 电力系统
  • 电工基础
  • 电子技术
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具体描述

《电气工程实验教程》为北京市高等教育精品教材项目资助教材,是一部面向电气工程学科及相关专业的综合性本科实验教学教材。《电气工程实验教程》共分17章,主要介绍了电测与计量实验、微机原理与接口技术实验、自动控制原理实验、电机拖动实验、电气设备及控制实验、传感器技术实验、计算机通信与网络控制实验、可编程控制器原理实验、电力电子技术实验、嵌入式系统实验、现代控制理论实验、自动控制系统实验、电力系统继电保护实验、电力系统基础实验、电力系统稳定控制实验、电力系统故障分析实验、电力系统自动化实验等内容。本书还将相关课程设计名称及综合设计题目列于附录中,供参考使用。

现代信号处理基础与应用 本书旨在为读者提供一个全面而深入的现代信号处理理论框架,并结合实际工程应用,使读者能够熟练掌握信号的分析、设计与实现技术。 第一部分:信号与系统基础 本部分系统回顾了信号与系统理论的核心概念,为后续的高级主题打下坚实基础。内容涵盖了连续时间信号与系统的描述、傅里叶级数与傅里叶变换在频域分析中的核心作用,以及拉普拉斯变换和Z变换在求解微分方程和差分方程中的强大能力。 信号的分类与表示: 详细讨论了确定性信号与随机信号的特性,包括周期信号、非周期信号的频谱特性,以及实信号与复信号的分解。 系统特性分析: 深入探讨了线性时不变(LTI)系统的基本性质,如因果性、稳定性。通过卷积积分和卷积和,阐明了系统输入与输出之间的内在联系。 频域分析的基石: 傅里叶分析是信号处理的灵魂。本书不仅讲解了傅里叶变换的数学推导,更侧重于其在滤波器设计和系统响应分析中的物理意义。对傅里叶级数、周期信号的频谱表示进行了详尽的阐述。 复频域工具: 拉普拉斯变换和Z变换被视为傅里叶分析的推广。重点分析了它们在处理不稳定系统和离散时间系统时的优势,并详细介绍了收敛域(ROC)的概念及其在系统稳定性判断中的关键作用。 第二部分:离散时间信号处理(DTSP) 随着数字技术的发展,离散时间信号处理成为现代工程领域的主流。本部分聚焦于离散时间信号的表示、分析以及常用变换工具。 采样理论与量化: 详细阐述了奈奎斯特-香农采样定理,解释了欠采样、过采样现象及其对信号重建的影响。同时,也讨论了量化误差的来源和对数字信号质量的影响。 离散时间傅里叶变换(DTFT)与DFT: DTFT是分析离散时间信号频谱的有力工具。在此基础上,本书重点引入了离散傅里叶变换(DFT)及其高效算法——快速傅里叶变换(FFT)。对FFT的不同算法(如蝶形算法)的原理和复杂度进行了深入剖析,并提供了大量的实现细节指导。 线性卷积与圆周卷积: 解释了DFT的周期性与线性卷积之间的关系,阐明了在实际计算中如何通过分段处理(如重叠相加法和重叠保留法)来准确计算线性卷积。 第三部分:数字滤波器设计 滤波器是信号处理中最核心的应用模块之一。本书将数字滤波器设计分为无限冲激响应(IIR)和有限冲激响应(FIR)两大类,并详细对比了它们的优缺点和适用场景。 FIR 滤波器设计: 窗函数法: 详细介绍了矩形窗、汉宁窗、汉明窗等常见窗函数的特性,以及它们对频率响应旁瓣衰减和过渡带宽的影响。重点讲解了如何根据设计指标选择合适的窗函数。 频率采样法与等波纹设计(Parks-McClellan 算法): 介绍了利用频域特性直接设计FIR滤波器的先进方法,特别是最小化最大纹波的优化算法。 IIR 滤波器设计: 模拟原型法: 深入讲解了巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)和椭圆(Elliptic)滤波器在模拟域的设计。 双线性变换法: 这是将模拟滤波器转换为数字滤波器的关键技术。本书详细推导了该方法的数学基础,并分析了预畸变技术在频率轴映射中的重要性。 第四部分:现代谱分析技术 谱分析是确定信号频率成分的基石。本书超越了经典的周期图法,引入了更先进的参数化和高分辨率谱估计方法。 经典谱估计: 对周期图(Periodogram)的方差和偏差进行了深入分析,解释了其在噪声环境下性能不佳的原因。引入了韦尔奇平均周期图法(Welch's method)以降低方差。 高分辨率谱估计(参数化方法): 详细介绍了自回归(AR)、移动平均(MA)和自回归移动平均(ARMA)模型的建立和谱估计方法。重点讨论了最大熵谱估计(Burg法)在提高低信噪比环境下分辨率上的优势。 子空间分解方法: 对多重信号分类(MUSIC)和旋转不变子空间方法(ESPRIT)进行了原理性的介绍,展示了它们在分辨相近频率分量方面的卓越性能。 第五部分:非平稳信号处理与时频分析 对于随时间变化的信号,传统的傅里叶变换无法提供清晰的时域和频域信息。本部分专注于时频分析工具的引入。 短时傅里叶变换(STFT): 解释了STFT的原理,重点讨论了窗口长度对时间和频率分辨率的权衡(不确定性原理)。 小波变换(Wavelet Transform): 作为STFT的有力补充,本书详细介绍了连续小波变换(CWT)和离散小波变换(DWT)。内容包括小波基函数的选择(如Haar, Daubechies等),以及多分辨分析(MRA)的概念,这对于信号去噪和特征提取至关重要。 小波包分解: 进一步扩展了小波分析的能力,提供了更灵活的能量分配和分析方式。 第六部分:自适应信号处理与应用 自适应技术允许系统根据输入信号的统计特性自动调整自身参数,广泛应用于通信、雷达和噪声消除领域。 维纳滤波器: 从最小均方误差(MMSE)准则出发,推导了经典的维纳滤波器的结构和求解方法。 LMS 算法及其变体: 详细介绍了最小均方(LMS)算法的迭代更新规则,分析了其收敛速度和稳态误差。重点讲解了归一化LMS(NLMS)如何解决步长选择问题。 应用实例: 提供了自适应噪声消除器、回声消除器和信道均衡器的设计与仿真案例,展示了算法在实际系统中的工作流程和性能评估。 全书特色: 本书强调理论与实践的紧密结合。每章后都附有详细的 MATLAB/Python 编程示例,用于验证理论概念和模拟实际系统性能。内容组织由浅入深,力求使读者在掌握数学推导的同时,也能够独立进行信号处理系统的设计与实现。本书适合作为高等院校电子信息工程、通信工程、自动化专业本科生及研究生的教材或参考书,尤其适用于希望深入理解现代信号处理前沿技术的工程师。

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读后感

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用户评价

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**高质量的插图与图表:直观的视觉化学习体验** 在这个信息爆炸的时代,视觉化学习的重要性不言而喻。而《电气工程实验教程》在这方面做得尤为突出。书中大量的插图、电路图、接线图以及实验现象的示意图,都非常清晰、准确且富有信息量。我尤其喜欢那些 detailed 的电路原理图,它们能够准确地标示出每一个元器件的符号、连接方式以及电流、电压的方向,让我能够一目了然地理解电路的构成和工作原理。那些精美的仪器设备实物图,也帮助我快速熟悉实验室里各种仪器的外观和操作界面,避免了在实际操作时因为不熟悉仪器而手忙脚乱。甚至连一些实验中可能出现的波形图,书中都给出了标准的范例,并附带了详细的解释,让我能够对照分析自己的实验结果。这种直观的视觉化学习方式,大大降低了理解的难度,也让我在学习过程中充满了乐趣。我常常会花一些时间去仔细研究那些图表,从中获得比文字描述更丰富的信息。

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**深入浅出的语言风格:让复杂的概念不再晦涩** 我一直觉得,能够用通俗易懂的语言,将复杂的科学概念解释清楚,是一位优秀作者的标志。而《电气工程实验教程》的语言风格,正是如此。书中并没有使用过多晦涩难懂的专业术语,即使在讲解一些较为复杂的原理时,也尽量采用形象的比喻和生动的描述,让读者能够更容易地理解。例如,在讲解电容的充放电过程时,书中用“蓄水池”来比喻电容,用“水龙头”来比喻电阻,使得整个过程的类比非常直观。即使对于初学者来说,也能迅速抓住核心概念。这种深入浅出的语言风格,让我能够在一个轻松愉快的氛围中学习,而不是被一堆专业术语压得喘不过气来。我发现,当概念变得不再晦涩时,我的学习主动性也会大大提高,更愿意去主动探索和理解。

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**严谨的逻辑与清晰的结构:让学习过程井然有序** 我一直认为,一本好的教材,其结构和逻辑的严谨性是至关重要的。而《电气工程实验教程》在这方面做得非常出色。从目录的编排到每个实验章节内部的组织,都体现了作者深厚的功底和对教学规律的深刻理解。实验的顺序安排,通常是从基础的电路元件和简单电路的分析,逐步过渡到复杂的系统和高级的概念。这种循序渐进的学习路径,能够帮助我逐步建立起对电气工程知识体系的整体认知,避免了学习过程中可能出现的“断层”或“混乱”。每个实验的展开,都遵循着“实验目的——实验原理——实验器材——实验步骤——数据记录——结果分析——思考与讨论”的清晰逻辑,这种模式让我能够有条不紊地进行实验,并深入地思考实验结果。特别是“思考与讨论”部分,它引导我从更深层次去理解实验的意义,思考可能出现的误差来源,以及如何改进实验方案,这对于培养我的批判性思维和解决问题的能力非常有帮助。这种严谨的结构,让我在学习过程中感到安心,知道自己每一步都在扎实地前进。

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**细节之处见真章:探寻实验操作的奥秘** 这本书在实验步骤的描述上,可以说是做到了极致的细致。我注意到,在讲解每一个实验时,作者并没有简单地罗列出操作指令,而是花了大量的篇幅去解释为什么需要这样做,以及每一步操作背后所蕴含的电气原理。比如,在讲解测量电阻的实验时,书中不仅提供了连接电阻到万用表的标准方法,还详细阐述了欧姆定律在其中的应用,以及为什么要注意测量时避免对电阻施加过大的电流以免损坏。这种“知其然,更知其所以然”的讲解方式,让我受益匪浅。我还惊喜地发现,书中对于一些容易出错的细节,都做了特别的提示。例如,在连接电容时,强调了注意电容的极性,并解释了接反可能带来的后果;在操作示波器时,详细说明了如何调整触发电平、时基以及垂直灵敏度,以获得清晰的波形。这些看似微不足道的细节,却往往是新手最容易忽视,也最容易导致实验失败的关键。这本书就像一位经验丰富的导师,时刻在你耳边循循善诱,引导你避开弯路,让你在操作中更加自信,也更能体会到实验的精妙之处。那些精美的仪器设备插图,也让我在动手之前,就能对实验器材有一个直观的认识,有助于我在实际操作时快速找到对应的设备,提高实验效率。

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**配套的思考题与延伸阅读:开启我的自主学习模式** 我非常欣赏这本书在每个实验章节后面都设置了“思考题”和“延伸阅读”的环节。思考题的设计,并非简单的重复性练习,而是围绕着实验的核心内容,引导我进行更深层次的思考,例如“如果改变某个参数,实验结果会如何变化?”“这个实验在实际工程中有哪些应用?”等等。这些问题能够激发我的好奇心,让我主动去探究问题的答案,从而加深对知识的理解。而“延伸阅读”的部分,则为那些对某个知识点或实验有更浓厚兴趣的读者,提供了进一步学习的方向,例如推荐相关的学术论文、更深入的理论书籍或行业标准。这种设计,充分体现了作者对读者自主学习能力的培养的重视。它不仅仅是给我提供了一份学习指南,更是在鼓励我成为一个主动的学习者,不断地去探索和发现。

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**理论与实践的桥梁:激发我的探索欲** 《电气工程实验教程》不仅仅是一本操作手册,更是一座连接理论与实践的坚实桥梁。我常常在学习完某个理论知识点后,会困惑于其在实际中的应用场景,而这本书的出现,恰好解决了我的这一难题。每一项实验都紧密围绕着某个或某几个重要的理论概念展开,通过亲手搭建电路、进行测量分析,我能够直观地感受到那些抽象的公式是如何转化为实际的物理现象的。例如,在学习到基尔霍夫定律时,书中安排了一个验证基尔霍夫电压定律和电流定律的实验,通过在复杂电路中测量各支路的电压和电流,我能够清晰地看到定律的成立,这比单纯的数学推导要深刻得多。这种“学以致用”的体验,极大地增强了我对电气工程学习的兴趣和信心。我发现,当理论知识与实际操作相结合时,我的理解会更加透彻,记忆也会更加牢固。这本书就像一位耐心的向导,带领我一步步走出理论的迷宫,走向充满活力的实验世界。每一次成功的实验,都给我带来了巨大的满足感,也让我对电气工程这门学科产生了更浓厚的兴趣,渴望去探索更多未知的领域。

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**贴心的安全提示与注意事项:为实验保驾护航** 电气工程实验,安全永远是第一位的。《电气工程实验教程》深谙此道,在书的多个关键位置都做了详尽的安全提示和注意事项。在每个实验开始前,都会有专门的“安全须知”部分,明确指出该实验可能存在的风险,例如触电、短路、仪器损坏等,并提供了相应的预防措施。在实验步骤中,对于一些有潜在危险的操作,也会有醒目的警告标记和详细的说明。例如,在进行高压实验时,书中会特别强调要佩戴绝缘手套,保持安全距离,并在操作前检查线路的绝缘性。这种对安全的重视,让我能够更加放心地投入到实验中,不必过于担心操作失误带来的危险。它就像一位尽职尽责的“安全员”,时刻提醒着我,让我在追求知识的同时,能够有效地保护自己。这种严谨的安全意识教育,对于即将走上工作岗位的我来说,具有极其重要的意义。

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**实验报告的书写指南:提升我的学术素养** 一本优秀的实验教材,不仅要教会你如何动手实践,更要教会你如何科学地记录和分析你的实验成果。这一点,《电气工程实验教程》做得非常到位。书中不仅提供了实验数据的记录表格,还专门有一章节详细讲解了如何撰写规范的实验报告。从实验目的、原理、仪器、步骤的概述,到数据处理、结果分析、误差讨论,再到结论的归纳,每一个部分都给出了清晰的指导和范例。它详细说明了在数据处理中如何运用图表、公式进行分析,如何客观地评价实验结果的准确性,以及如何诚实地讨论实验中可能出现的误差来源和改进方法。这种对学术规范的重视,对于我养成严谨的科研态度和提升学术素养具有不可估量的价值。通过学习撰写实验报告,我不仅能够巩固对实验内容的理解,更能学会如何清晰、准确地表达自己的研究过程和结论。

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**丰富的实验设计与应用实例:拓展我的视野** 我惊喜地发现,这本书所包含的实验设计非常丰富多样,几乎涵盖了电气工程初级到中级阶段的各个核心领域。从基本的电阻、电容、电感特性的测量,到半导体二极管、三极管、场效应管的工作特性曲线的绘制,再到简单的数字逻辑电路的设计与实现,乃至一些基础的电机驱动和控制实验,都得到了详细的阐述。更令人称道的是,书中并非孤立地介绍实验,而是融入了许多贴近实际应用的实例。例如,在讲解滤波器实验时,会引申到音频电路中的滤波应用;在讲解运算放大器时,会展示其在信号放大和处理中的作用。这些丰富的实验设计和实际应用案例,极大地拓展了我的视野,让我能够更清晰地认识到所学知识的价值和未来的发展方向。它不仅仅是教授我如何做实验,更是在引导我思考实验的实际意义,激发我不断去探索和创新。

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**初次翻阅,心潮澎湃:我的求知之旅由此开启** 拿到这本《电气工程实验教程》的时候,我的内心其实是充满期待又带着一丝忐忑的。毕竟,作为一名初涉电气工程领域的学生,理论知识的学习固然重要,但真正让那些抽象的公式和原理变得鲜活起来的,无疑是那些琳琅满目的实验。翻开书的扉页,那股油墨的清香伴随着印刷的质感,似乎预示着一场知识的盛宴即将展开。我迫不及待地浏览目录,一个个熟悉的专业名词映入眼帘:电路分析、半导体器件、电机原理、电力系统等等,每一个章节的标题都如同一个即将被我揭开面纱的神秘宝藏。我尤其对那些图文并茂的部分充满好奇,那些详细的实验步骤、清晰的仪器连接图,还有那些预测结果的表格,无一不透露出作者的严谨与用心。我开始想象自己穿上实验服,戴上防护眼镜,在实验室里小心翼翼地操作着各种仪器,测量电压、电流,观察波形,一步步验证那些教科书上的知识,那种亲手实践出真知的成就感,光是想想就让人心驰神往。这本书的排版也很舒适,字体大小适中,行间距合理,即使长时间阅读也不会感到疲劳。每一个实验都配有详细的实验目的、原理概述、实验器材清单、实验步骤、数据记录以及实验报告的撰写要求,这种条理清晰的组织方式,让我在开始任何一个实验之前,都能对整个过程有一个全面的了解,大大降低了初学者的迷茫感。我甚至已经开始在脑海中勾勒出自己完成第一个复杂实验时的情景,那种从理论到实践的飞跃,将是我电气工程学习道路上浓墨重彩的一笔。

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