信號.系統(tǒng)與控制理論-上.下冊

前言

“信號與系統(tǒng)”和“自動控制原理”同屬本科電子電氣（EE）類各專業(yè)的重要基礎(chǔ)理論課。在當(dāng)前“厚基礎(chǔ)、薄專業(yè)”的教育改革趨勢下，教育部已把這兩門課程同時列為自動化、電氣工程及其自動化、通信工程、測控技術(shù)與儀器、電子信息工程等專業(yè)的主干課程。由于歷史的原因，此前“信號與系統(tǒng)”和“自動控制原理”這兩門密切相關(guān)的課程一直處于割裂狀態(tài)，各按各的課程體系授課，因此極易造成“單科學(xué)時不夠、整體學(xué)時浪費、知識重復(fù)、教學(xué)效果不理想”的狀況。我們在多年教學(xué)實踐中，深深感受到這種割裂狀態(tài)帶來的許多弊端。除系統(tǒng)校正和非線性部分外，“自動控制原理”現(xiàn)行教材中的大部分內(nèi)容與“信號與系統(tǒng)”相似。因此，只有將“自動控制原理”納入“信號與系統(tǒng)”系列課的范疇，并且按這種觀點組織這兩門課程的教學(xué)，才能符合系統(tǒng)工程的實際需求。由于以往沒有這樣處理，致使“自動控制原理”課程在基本概念的介紹上給人以不系統(tǒng)、不全面、不準(zhǔn)確和脫離實際的冗繁感覺，并且缺少對非因果系統(tǒng)、卷積以及頻譜的研究，雖然這些內(nèi)容可以在“信號與系統(tǒng)”課程中得以補(bǔ)充和糾正，但兩門課程對相同概念的介紹存在差異，尤其是“自動控制原理”課程的教師往往對“信號與系統(tǒng)”中的相同概念（如頻率特』生、傳遞函數(shù)、z變換、序列的頻譜、濾波等）缺乏了解，這就勢必導(dǎo)致兩門課程在講授時出現(xiàn)差異，從而引起學(xué)生的困惑。在“信號與系統(tǒng)”課程的現(xiàn)行教材中，側(cè)重點是幾種變換域的分析與數(shù)學(xué)運(yùn)算，而對于系統(tǒng)動態(tài)性能的分析則介紹很少，欠缺工程應(yīng)用的思想，不注重系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、BOde圖的介紹，缺少反饋控制和非線性系統(tǒng)等內(nèi)容，給人以不完整的感覺，使學(xué)生獲得的“信號”、“系統(tǒng)”與“控制理論”知識體系不夠完善。如果將“信號與系統(tǒng)”和“自動控制原理”課程合并，必然會加強(qiáng)信號、系統(tǒng)與實際的聯(lián)系，有利于培養(yǎng)學(xué)生的實際工程觀念。編著本書的初衷，便是為了克服以往“信號與系統(tǒng)”和“自動控制原理”兩門課程分開授課的弊端，盡量避免知識重復(fù)的現(xiàn)象，達(dá)到節(jié)省理論課時、充實學(xué)生自主學(xué)習(xí)空間、增強(qiáng)教學(xué)效果、明顯提高教學(xué)質(zhì)量的目的。

內(nèi)容概要

本書在現(xiàn)有“信號與系統(tǒng)”和“自動控制原理”類教材的基礎(chǔ)上，把“信號”、“系統(tǒng)”與“控制理論”有機(jī)地結(jié)合起來，突出了知識結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性、完整性和科學(xué)性，注重理論敘述的深入淺出與通俗易懂，既能節(jié)省理論課時，又有利于教學(xué)質(zhì)量的提高。        本書分為上、中、下三篇。上篇（1～4章）介紹信號、系統(tǒng)和控制的基礎(chǔ)知識；中篇（5～9章）介紹信號與系統(tǒng)控制的時域、頻域和復(fù)頻域分析法——先講連續(xù)與離散信號的分析，再講連續(xù)與離散系統(tǒng)的分析，以增強(qiáng)條理性、連續(xù)性并避免重復(fù)；下篇（10、11章）突出了狀態(tài)空間分析法的重點和系統(tǒng)的綜合問題。全書為讀者準(zhǔn)備了選擇學(xué)習(xí)的足夠空間，考慮到不同專業(yè)對“信號分析”和“系統(tǒng)分析”兩方面要求的差異，主講教師可按不同專業(yè)的實際需求與課時限制，少講或不講本書的某些章節(jié)。    本書分上、下兩冊出版，上冊包括1～7章，下冊包括8～11章。本書可同時作為“信號與系統(tǒng)”和“自動控制原理”課程的教材或參考書，總參考學(xué)時為120～140學(xué)時，可供普通高等院校電子電氣類的自動化、電氣工程及其自動化、通信工程、電子信息工程、測控技術(shù)與儀器、機(jī)械、動力、冶金等專業(yè)使用，也可供從事電子電氣類各專業(yè)工作的工程技術(shù)人員自學(xué)參考。

書籍目錄

上冊　上篇　基本認(rèn)識　　第1章　對信號的基本認(rèn)識    　章節(jié)知識框架　    教學(xué)目的與要求　    導(dǎo)入案例　    1.1　信號的描述與分類　  　  1.1.1　什么是信號　　    1.1.2　信號的分類　    1.2　信號的基本特性與運(yùn)算　　    1.2.1　信號的基本特性　　    1.2.2　信號的基本運(yùn)算　　    1.2.3　信號的分解與合成　    1.3　奇異信號　　    1.3.1　連續(xù)時間階躍信號　　    1.3.2　連續(xù)時間沖激（脈沖）信號　　    1.3.3　關(guān)于廣義函數(shù)　　    1.3.4　階躍序列和脈沖序列　    1.4　正弦信號　    本章小結(jié)　    習(xí)題1　　第2章　對系統(tǒng)的基本認(rèn)識　    章節(jié)知識框架　    教學(xué)目的與要求　    導(dǎo)人案例　    2.1　什么是系統(tǒng)　  　  2.1.1　系統(tǒng)及其基本問題　    　2.1.2　系統(tǒng)的模型與表示　    2.2　系統(tǒng)的特性與分類　　    2.2.1　系統(tǒng)的特性　　    2.2.2　系統(tǒng)的分類　    2.3　系統(tǒng)的校正  　　  2.3.1　系統(tǒng)的校正及其作用　　    2.3.2　系統(tǒng)校正的基本方法　    本章小結(jié)　    習(xí)題2　　第3章　對控制的基本認(rèn)識　    章節(jié)知識框架　    教學(xué)目的與要求　    導(dǎo)入案例　    3.1　控制的主要目的　    3.2　控制的基本方式　  　  3.2.1　開環(huán)控制　　    3.2.2　閉環(huán)控制　    3.3　控制的基本要求　  　  3.3.1　典型輸入信號與典型初始狀態(tài)　　    3.3.2　控制的基本要求　    本章小結(jié)　    習(xí)題3　　第4章　系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的建立  　  章節(jié)知識框架    　教學(xué)目的與要求　    導(dǎo)入案例　    4.1　由系統(tǒng)原理圖畫功能圖　    4.2　建立系統(tǒng)微分方程的一般方法  　　  4.2.1　基本方法    　　4.2.2　動態(tài)結(jié)構(gòu)圖的等效變換　……　中篇　經(jīng)典分析方法　下冊

章節(jié)摘錄

插圖：8.3 串聯(lián)校正裝置的頻域設(shè)計校正裝置的頻域設(shè)計，是一種利用系統(tǒng)的開環(huán)Bode圖而進(jìn)行的間接設(shè)計方法。因為系統(tǒng)對時域性能指標(biāo)的直接要求可以歸結(jié)為對系統(tǒng)開環(huán)頻率特性的要求，所以，校正裝置的頻域設(shè)計實質(zhì)上是通過校正裝置來改變系統(tǒng)開環(huán)Bode圖的形狀，使系統(tǒng)具有期望的頻率特性，即：（1）低頻段的增益足夠大，能滿足穩(wěn)態(tài)誤差的要求；（2）中頻段的對數(shù)幅頻特性具有一20dB／dec-斜率，并占據(jù)足夠?qū)挼念l帶，以滿足穩(wěn)定裕度與動態(tài)指標(biāo)的要求；（3）高頻段的斜率在－40dB／dec以上，以盡快削減高頻干擾的不利影響。雖然Bode圖不能嚴(yán)格定量給出系統(tǒng)的動態(tài)性能，但是卻能簡便地根據(jù)頻域指標(biāo)確定校正裝置的參數(shù)。因此，與其他的校正設(shè)計方法相比，頻域設(shè)計方法的應(yīng)用更為簡捷、方便。

編輯推薦

《信號、系統(tǒng)與控制理論(套裝上下冊)》是由北京大學(xué)出版社出版的。

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