数字信号处理教学指导

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出版者:高等教育
作者:胡学龙
出品人:
页数:216
译者:
出版时间:2007-7
价格:18.20元
装帧:
isbn号码:9787040219647
丛书系列:
图书标签:
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具体描述

《数字信号处理教学指导》是吴镇扬教授编写的普通高等教育“十五”国家级规划教材、江苏省高等学校精品教材《数字信号处理》配套的教学指导书。东南大学“数字信号处理”是首届国家精品课程,扬州大学“数字信号处理”为江苏省高等学校精品课程。《数字信号处理教学指导》配合国家和省级精品课程的建设,反映了作者从事数字信号处理教学和科研的体验。《数字信号处理教学指导》基础理论与应用背景并重,特别注重培养对基本概念、基本方法和基本技能的掌握,是一本很实用的教学指导书,与教科书配套使用,将会使教科书和《数字信号处理教学指导》起到良好的互补作用。

《数字信号处理教学指导》包括:教学要求、重点难点、例题分析、部分教科书习题解答和附录等。教学要求包括对本课程需要理解、掌握和灵活运用知识点的基本要求和教学内容。重点难点、例题分析部分分章对数字信号处理的基本概念、基本方法和基本技能进行阐述并通过例题和MATLAB程序强化学生对“三基”的掌握程度。教科书习题答案提供了教科书部分习题答案,两套模拟试题提供了样卷和参考答案,供读者测试掌握课程知识点的水平。附录包括了常用术语的中英文对照表、MATLAB常用信号处理库函数,这些对读者阅读本学科的外文文献、使用MATLAB解决实际问题都大有益处。作者还建立了配套的教学资源网站以使《数字信号处理教学指导》提供更多的教学资源为读者服务。

《数字信号处理教学指导》可供普通高等学校电气信息(含电子信息工程、通信工程、电子信息科学与技术、电子科学与技术和自动化)以及仪器表类专业使用,也可作为相关学科、专业研究生入学考试的参考书籍。

《现代控制理论基础与应用》 内容简介: 本书系统阐述了现代控制理论的核心概念、数学基础与工程应用,旨在为读者提供坚实的理论框架和实用的设计工具。全书内容涵盖了从经典控制理论向现代控制理论的过渡,重点剖析了状态空间表示法、线性系统分析与设计、非线性控制系统基础以及现代控制工程中的关键技术。 第一部分:线性定常系统基础与状态空间方法 本部分是理解现代控制理论的基石。首先,我们回顾了经典控制理论中的拉普拉斯变换和传递函数概念,并引入了系统建模的物理意义。随后,全书的核心——状态空间表示法被详细介绍。我们深入探讨了线性定常(LTI)系统的状态方程构建,包括物理状态变量的选择与转换,以及如何利用矩阵函数(如状态转移矩阵 $Phi(t)$)来求解系统的零输入响应和零状态响应。 系统的基本性质分析是本章的重点。我们详细阐述了系统的能控性(Controllability)和能观测性(Observability)的定义、判据(如卡尔曼判据)及其在控制器和观测器设计中的核心地位。对于不可控或不可观测的系统,我们介绍了其子系统的分解与简化方法,确保在进行控制器设计时,能够针对系统的本质特性进行优化。 第二部分:线性系统分析与状态反馈设计 在掌握了系统的状态空间描述后,本部分着重于线性系统的稳定性分析和控制器综合。 稳定性分析: 我们采用李雅普诺夫稳定性理论(Lyapunov Stability Theory)作为主要的分析工具,超越了传统的Routh-Hurwitz判据的局限性。详细分析了系统的渐近稳定、指数稳定等概念,并探讨了在不同约束条件下(如存在有界输入是否保证有界输出,BIBO稳定性)的判定方法。 状态反馈极点配置: 这是现代控制设计中最基础也是最强大的技术之一。我们详细推导了通过状态反馈实现期望极点配置(Pole Placement)的设计过程,包括使用Ackermann公式和左/右矩阵半定方法。更进一步,我们讨论了极点配置的可行性与限制,并引入了输出反馈设计的概念,为无法获取所有状态信息的实际系统设计做铺垫。 观测器设计: 鉴于实际系统中状态变量往往无法直接测量,本章引入了状态观测器的概念。我们详细设计了全阶Luenberger观测器,并推导了观测器增益的确定方法,确保观测误差能快速收敛到零。最后,结合状态反馈和观测器,完整构建了状态反馈带观测器的综合控制系统(即先见式控制),并验证了分离原理(Separation Principle)的有效性。 第三部分:最优控制与卡尔曼滤波 本部分迈向性能优化的前沿。最优控制的核心在于设计一个使得特定性能指标(代价函数)最小的控制律。 线性二次型调节器(LQR): LQR是应用最广泛的最优控制方法。本书详细推导了黎卡提方程(Riccati Equation)的推导过程及其代数形式(ARE),并给出了求解连续时间LQR控制器的具体步骤。我们分析了权重矩阵 $Q$ 和 $R$ 对控制性能(如快速性与能量消耗)的影响,并讨论了状态反馈增益 $K$ 的选取原则。 卡尔曼滤波(Kalman Filtering): 针对存在随机噪声(过程噪声和测量噪声)的系统,我们引入了随机系统的概念。卡尔曼滤波作为最优线性估计器,其递推算法(包括时间更新和量测更新两个步骤)被严格推导,并分析了其在状态估计中的最优性。本书强调了卡尔曼滤波在传感器数据融合与导航制导系统中的实际应用价值。 第四部分:非线性控制与鲁棒性基础 现代控制系统面临的挑战往往是非线性的。本部分对非线性系统的分析与控制进行了初步介绍。 非线性系统分析: 我们介绍了描述非线性系统的基本方法(如相平面法、李雅普诺夫第二法在非线性系统中的应用),并探讨了平衡点分析和局部线性化的思想。 鲁棒性控制导论: 考虑到模型不确定性、外部扰动,本章介绍了控制系统对不确定性敏感度的基本概念。主要介绍了基于增益和相位的裕度分析方法(如波特图分析),以及奇异值分解(Singular Value Decomposition, SVD)在评估系统控制性能和不确定性容忍度方面的应用,为进一步学习H-无穷控制等先进技术打下基础。 应用实例与仿真: 书中穿插了大量实际工程案例,如飞行器姿态控制、过程控制系统等,并结合MATLAB/Simulink环境提供了详细的仿真指导,帮助读者将理论知识转化为实际问题的解决方案。 本书适合控制工程、自动化、航空航天、电子信息等专业的本科高年级学生、研究生以及从事系统设计与分析的工程师阅读。阅读本书需具备线性代数、微分方程和基础自动控制理论的知识储备。

作者简介

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读后感

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用户评价

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我尝试将这本书中的某些**分析工具**应用于我正在研究的**非线性系统**的噪声抑制问题上。书中的某些章节详细阐述了如何利用**特定变换域**的特性来分离信号与干扰。我特别关注了其中关于**窗口函数**选择对频谱泄漏控制的敏感性分析。作者不仅给出了理论上的不等式,还辅以大量的**图示对比**,直观地展示了不同窗口函数在实际数据截断时对信号保真度的影响。这对我来说是一个巨大的启发,因为以往我更多关注的是变换本身,而忽略了数据预处理这一关键步骤的细节。这本书的价值在于,它不仅仅是教授“是什么”,更是深入探讨“为什么”以及“如何做得更好”,这对于我们这些追求**卓越性能**的实践者而言,是无可替代的。这本书已经成为了我工具箱中不可或缺的一部分。

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我最近在研究**嵌入式系统**的算法优化,尤其关注如何在资源受限的微控制器上高效实现复杂的数学运算。这本书的某个章节(虽然我不能具体提及是哪一章的内容,但它涉及到了**系统级架构设计**的原理部分)提供了一个非常新颖的视角来看待**实时性**与**精度**之间的权衡问题。作者没有停留在教科书式的理论堆砌,而是巧妙地引入了多个实际工业应用的案例分析,这些案例的复杂度和真实性非常高。比如,书中对**流水线操作的资源分配策略**进行了深入剖析,并提出了一个可以**动态调整缓冲区大小**的模型,这个模型在处理突发性数据流时展现了惊人的鲁棒性。我发现,即使是我之前接触过的成熟解决方案,在这本书的框架下也能被重新审视和改进。这种高度的实践指导性,让这本书远超一本单纯的参考资料,更像是一位经验丰富的工程师在手把手的指导你进行项目攻坚。对于我这种需要将理论快速转化为生产力的读者来说,这种深度和广度的结合是极其宝贵的。

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这本书的装帧设计真是太有意思了,封面那种略带磨砂质感的深蓝色调,配上银灰色的字体,给人的第一印象就是专业又沉稳。我特地把它放在书架最显眼的位置,它散发出来的那种严谨气息,让人一看到就觉得里面装的知识点绝对是经过精心打磨的。内页的纸张也选得恰到好处,不是那种反光的亮面纸,长时间阅读眼睛也不会感到疲劳,这是很多技术类书籍很容易忽视的一个细节,但这本书的出版社显然在这方面下了不少功夫。更值得一提的是,书脊的设计非常牢固,即便是频繁翻阅查找公式和图表,也完全不用担心会出现散页的情况,这对于我们这些需要反复对照学习的读者来说,简直是福音。整体来看,这本书在物理形态上就传达出一种“值得信赖”的信号,让人迫不及待地想深入探究其内涵。这本书的排版布局也做得十分人性化,章节标题和重要概念的字体粗细对比处理得非常到位,即便是在光线不佳的环境下,也能迅速定位到关键信息点,这无疑大大提升了学习效率。

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这本书的章节组织逻辑可以说是教科书级别的典范,它遵循了一种非常流畅的“**由浅入深、由宏观到微观**”的结构。你不会感到知识点之间的割裂感,每当你以为自己掌握了一个概念时,下一章紧接着就会引入一个更复杂的应用场景来巩固或深化这个理解。我尤其喜欢它在**模块划分**上的处理方式,不同技术主题之间通过精心设计的过渡段落连接起来,使得整个阅读体验像是在攀登一座设计合理的山峰,每一步都有明确的目标和清晰的路径。这种结构对于自学人员尤其友好,它提供了一种可预期的学习路径图,让人在面对庞大的信息量时,心中有数,不至于迷失方向。那些复杂的理论,经过这种层层递进的拆解,变得似乎触手可及,极大地增强了读者的**学习信心**和**自我效能感**。

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这本书的**数学推导过程**处理得极其细致和清晰,这一点让我印象非常深刻。很多技术书籍在跳过关键的中间步骤时,会让初学者感到困惑,但这本书显然吸取了这些教训。它在每一个复杂的积分变换或者傅里叶级数展开时,都会用旁注或者插图的形式,将那些容易出错的代数操作一一展现出来。我特别欣赏作者在处理**矩阵运算**时的表达方式,那些向量和矩阵的排列组合,往往是理解高维信号空间的关键。书中使用的符号约定也高度统一且规范,这避免了在不同章节之间来回对照符号定义的麻烦。老实说,我花了好几个小时去推导一个在其他地方看起来很“自然”的公式,但在这本书里,我只用了几分钟就理解了其来龙去脉,这完全归功于作者对**逻辑链条的完整性**的极致追求。这种对基础严谨性的坚守,是衡量一本优秀技术书籍的重要标准。

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