Introduction to MATLAB 6 for Engineers with 6.5 Update with Additional Topics in Animation, Graphics

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出版者:McGraw-Hill Science/Engineering/Math
作者:William J Palm III
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:2003-10-24
价格:USD 53.75
装帧:Paperback
isbn号码:9780072970555
丛书系列:
图书标签:
  • MATLAB
  • 工程
  • 动画
  • 图形
  • Simulink
  • 数值计算
  • 科学计算
  • 编程
  • 算法
  • 技术手册
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具体描述

深入理解和应用经典信号处理技术 一、引言:回溯数字信号处理的基石 本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角,聚焦于经典信号处理理论及其在工程实践中的核心应用。我们不会涉及MATLAB编程环境的特定版本特性或其图形用户界面(GUI)的更新,而是将精力完全集中在那些经过时间检验、支撑现代通信、控制和计量技术的基础数学框架上。本书的重点在于理论的构建、数学推导的严谨性,以及如何利用这些基本原理解决实际工程问题。 二、离散时间信号与系统基础 我们将从最基本的离散时间信号的表示法和特性开始。这包括但不限于序列的定义、时移、尺度变换、周期性和能量/功率的概念。核心内容将深入探讨Z变换的数学性质,包括其收敛域(ROC)的确定及其在求解线性常系数差分方程中的应用。 系统分析部分将详述线性时不变(LTI)系统的基本特性:因果性、稳定性(BIBO稳定性)的判定标准,以及系统函数的推导。我们将详细解析离散时间卷积的数学原理,这是连接输入信号与系统响应的桥梁。读者将学习如何利用Z域中的系统函数来分析系统的零点和极点,并理解这些特性如何决定系统的瞬态和稳态响应。 三、离散傅里叶变换(DFT)与频谱分析的原理 本书将DFT视为对连续傅里叶变换概念在离散域的严格推广和近似。我们将系统地推导出离散傅里叶变换(DFT)的定义、逆变换的公式,并详细阐述周期延拓和频谱泄漏(Spectral Leakage)现象的数学根源。 重点关注快速傅里叶变换(FFT)算法背后的核心思想,特别是蝶形运算(Butterfly Operations)的原理和复杂度分析。我们将探讨不同的FFT分解算法(如Cooley-Tukey算法),但不会局限于任何特定软件库的实现细节。读者将掌握如何根据采样频率、信号长度和所需的频率分辨率来正确选择和应用DFT。 频谱分析的应用部分,将深入讨论窗口函数(Windowing Functions)的选择(如汉宁窗、海明窗等)及其对频谱估计准确性的影响,包括主瓣宽度和旁瓣衰减的权衡。 四、数字滤波器设计:从理论到实践 数字滤波器是信号处理的核心组成部分。本书将采用模块化的方式,对无限冲激响应(IIR)滤波器和有限冲激响应(FIR)滤波器的设计方法进行详尽的论述。 FIR滤波器设计部分,重点讲解基于时域窗口法(Windowing Method)的设计过程,包括如何通过选择合适的窗函数来控制过渡带的宽度和阻带的衰减。我们还会介绍频率采样法(Frequency Sampling)作为一种补充设计手段。 IIR滤波器设计则着重于将连续时间滤波器(如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆滤波器)通过双线性变换(Bilinear Transformation)或脉冲不变法(Impulse Invariance Method)映射到离散时间域的方法。我们将详细分析映射过程中可能出现的预畸变(Pre-warping)问题及其解决方法,并探讨极点和零点的分布对最终滤波特性的影响。 本书还将深入比较FIR和IIR滤波器的优缺点,特别是在线性相位响应(FIR的优势)和计算效率(IIR的优势)方面的权衡。 五、随机信号处理基础 本章将信号处理的视角从确定性信号扩展到随机过程。内容包括随机变量、随机过程的定义、高斯过程、平稳性(宽平稳、严平稳)和遍历性。关键的数学工具是自相关函数和功率谱密度(PSD)。 我们将详细阐述维纳-辛钦定理(Wiener-Khinchin Theorem),解释如何通过信号的自相关函数推导出其功率谱密度。在实际应用中,我们将讨论如何使用周期图法(Periodogram Method)对随机信号进行功率谱估计,并分析这种估计方法的局限性(如高方差)。 六、最优滤波与维纳滤波器 作为随机信号处理的高级应用,本书将详细介绍维纳滤波器的设计。我们将推导维纳滤波器的经典误差最小化准则,并展示如何利用自相关序列和互相关序列来求解最优滤波器的脉冲响应。这部分内容将帮助读者理解在存在噪声和信号失真的情况下,如何设计出在统计意义上最优的线性滤波器。我们将严格区分Wiener-Hopf方程在因果和非因果情况下的解法。 七、高级主题探讨(非MATLAB环境相关) 为了提供更广阔的理论视野,本书会穿插对一些高级概念的介绍,这些概念是任何工程学科深造的基础: 1. 多相分解与子带编码理论的初步介绍:解释如何将信号分解到不同的频带中,这为现代压缩和多速率信号处理奠定了理论基础。 2. 有限字长效应分析:讨论在实际硬件实现中,由于量化和截断引起的误差分析,包括舍入噪声的建模和对滤波器稳定性的潜在影响。 3. 采样定理的深入理解:除了奈奎斯特-香农定理的基本陈述外,还将探讨过采样和欠采样的理论意义及其在特定应用中的价值。 本书旨在培养读者对信号处理核心数学框架的深刻洞察力,使其能够独立分析和设计基于经典理论的数字系统,而非仅仅依赖于特定软件工具箱的功能调用。读者将建立起坚实的理论功底,能够适应未来任何技术平台的变化。

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读后感

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用户评价

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这本书的叙事风格让我深感不适,仿佛在跟一个非常年长的、不擅长教学的长辈交流。作者似乎默认读者对工程领域和MATLAB都有一定的预备知识,但对于具体的操作和原理却避而不谈。比如,书中在讲解数据可视化时,直接给出了几行代码,然后就声称“这将生成一个精美的图形”,但对于这些代码的每一个参数、每一个函数调用的意义,都没有一丝一毫的解释。我只能凭空猜测,这可能是一种循环结构,而那个奇怪的符号又代表了什么?我反复阅读了好几遍,试图从中找出规律,但作者的语言总是充满了术语,而且很多术语的定义也含糊不清。感觉作者更像是把自己的研究心得或者工作笔记一股脑地塞进了这本书,而没有经过系统的梳理和提炼,更没有考虑过如何让一个完全陌生的读者能够理解。尤其是关于“Simulink”的部分,它只是简单地罗列了一些模块的名称,然后就说“可以通过连接这些模块来构建模型”,但这对于从未接触过Simulink的人来说,完全是天书。我无法想象,一个人在没有任何引导的情况下,仅仅依靠这本书,能够真正学会使用Simulink解决实际问题。这本书的“深度”显得有些空洞,似乎是在堆砌知识点,但缺乏扎实的理论支撑和清晰的讲解思路,让我对它的教学价值产生了严重的怀疑。

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这本书的“内容”简直是一场令人头疼的智力游戏。我花了好几个晚上,试图理解书中关于“动画”和“图形”的讲解。作者似乎对如何创建动态效果颇有心得,但他的表达方式却极其抽象和晦涩。例如,在讲解如何实现一个简单的物体移动动画时,他提供了一段代码,然后就飘飘然地评论道:“通过迭代更新状态变量,我们能够观察到时间的流逝。”我读完这句话,内心是崩溃的。状态变量是什么?迭代更新又是什么意思?为什么它能代表时间的流逝?这些最基本的概念,这本书都没有给出一个明确的答案。我感觉就像是在阅读一本武功秘籍,里面充满了各种奇特的招式名称,但却没有配上详细的招式拆解图和练习方法。我尝试着去实践书中给出的代码,但很多时候,运行结果与我预期的完全不同,而且错误信息也异常模糊,根本无法定位问题所在。我甚至怀疑,作者在撰写这本书的时候,是否真的有去反复试验和验证这些例子。对我而言,这本书提供的“额外主题”与其说是教学,不如说是对读者耐心和理解力的一种极大的考验。我希望得到的是清晰的指导,而不是一堆需要我自行解码的谜题。

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我想说,《Introduction to MATLAB 6 for Engineers with 6.5 Update with Additional Topics in Animation, Graphics, and Simulink》这本书,从我拿到它开始,就给我带来了一种“不祥”的预感。预感果然成真。这本书的“重点”放在了某些我并不特别感兴趣,或者说,对于我当前的工程学习阶段来说,显得过于超前的内容上。例如,书中对“Simulink”的介绍,简直就像是在展示一个高级玩家的炫技表演,用我有限的知识完全无法理解其精妙之处。我需要的,是扎实的基础,是能够让我快速上手解决实际工程问题的基本技巧,而不是这些令人望而生畏的“高级功能”。书中对于基础知识的讲解,也显得碎片化,不成体系,就像一本零散的手册,你需要拼命地翻找,才能找到零星的信息。我本指望这本书能提供一个系统化的学习路径,但它给我的感觉是,作者把一些零散的知识点随意地堆砌在一起,然后美其言曰“更新”和“额外主题”。我花了大量时间去试图理解那些复杂的图表和公式,但很多时候,作者并没有解释这些图表和公式是如何推导出来的,或者它们在实际工程中有什么具体应用。这让我觉得,这本书更像是为那些已经掌握了MATLAB核心技能的人准备的,而对于我这样的初学者来说,它提供的内容,更像是一种“炫耀”,而非“教学”。

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这本书在我学习MATLAB的过程中,扮演了一个“误导者”的角色。它的“章节”安排,简直就是一场精心设计的迷宫。我按照目录的顺序阅读,但很多时候,会发现前文的知识点没有得到充分的解释,就被匆忙推向下一个更加复杂的概念。例如,在讲解如何使用MATLAB进行数据分析时,书中直接涉及到了统计学和信号处理的一些高级算法,但对于这些算法背后的数学原理,以及如何在MATLAB中实现它们,几乎没有给出任何铺垫。我感觉自己就像是被突然扔进了一个陌生的领域,周围充斥着我无法理解的术语和概念。而且,书中对“更新”和“额外主题”的描述,更是让我感到困惑。很多地方都提到了“新功能”或者“改进”,但这些更新是如何影响我之前学习到的内容的,以及我应该如何去利用这些更新,书中并没有给出清晰的指导。我花了很多时间去查阅官方文档,试图弄清楚书中提到的那些“更新”究竟意味着什么,但这本书本身并没有提供足够的信息让我去进行有效的比对和学习。这本书的“主题”设置,看起来很全面,但实际内容却显得非常肤浅,更像是对各种功能的“点到为止”,而缺乏深入的讲解和实用的指导,让我觉得这本书的价值,远没有它名字所暗示的那么高。

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这本书简直是我在工程学习道路上遇到的最棘手的一块绊脚石。我当初怀揣着希望,以为这本《Introduction to MATLAB 6 for Engineers with 6.5 Update with Additional Topics in Animation, Graphics, and Simulink》能像它书名里承诺的那样,为我打开MATLAB的大门,结果却是大失所望。首先,它的结构非常混乱,章节之间的逻辑跳跃性太强,有时候前一章还在讲最基础的变量赋值,下一章就直接跳到了复杂的矩阵运算,中间完全没有过渡,让初学者摸不着头脑。我花了大量的时间试图理解那些莫名其妙的例子,但很多代码片段都没有完整的解释,导致我只能猜测作者的意图。而且,书中的例子很多都依赖于一些我完全不了解的外部函数,或者需要特定版本的工具箱才能运行,这让我觉得作者并没有真正站在初学者的角度去思考。我尝试着去查阅其他资料,但这本书提供的基础信息太少,以至于我连用什么来弥补这个基础都不知道。更令人沮丧的是,一些所谓的“更新”和“额外主题”也只是浅尝辄止,并没有深入讲解,更像是在列举一些名词,而不是提供实用的指导。这本书让我感觉像是在一堆破碎的拼图中寻找规律,最终除了挫败感,一无所获。我不得不说,这本书的设计实在是太不友好了,对于想要入门MATLAB的工程师来说,它带来的阻碍远大于帮助。

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