Mathcad在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用

內(nèi)容概要

郭仁春主編的《Mathcad在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用》主要講述采用Mathcad
軟件對“信號與系統(tǒng)”中的數(shù)學(xué)原理進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真。信號與系統(tǒng)是信息類專業(yè)重要的基礎(chǔ)理論課程，該課程充斥了大量的數(shù)學(xué)原理及工程應(yīng)用，計算復(fù)雜，講解難度大。采用Mathcad軟件可以用演算、圖形、動畫等形式簡單明了地演示復(fù)雜的數(shù)學(xué)原理及計算過程，特別是Mathcad的符號運(yùn)算，其界面非常友好直觀，采用Mathcad軟件進(jìn)行公式演算和推導(dǎo)有一種“手寫”的感覺，這是同類型的其他軟件所無法比擬的。
《Mathcad在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用》分為兩大部分，第一部分著重介紹
Mathcad的相關(guān)知識，如基本運(yùn)算、矩陣、微積分、方程、繪圖等基本操作。第二部分講解Mathcad在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用，該部分主要包括信號的四大變換——時域變換、傅里葉變換、拉普拉斯變換和Z變換，在掌握“信號
”的四種變換的基礎(chǔ)上繼續(xù)講述相應(yīng)的“系統(tǒng)”知識。

書籍目錄

第一部分 Mathcad應(yīng)用詳解
第1章 Mathcad基礎(chǔ)
  1.1 第一印象
  1.2 Mathcad簡介
  1.3 Mathcad的基本概念
    1.3.1 Mathcad主窗口
    1.3.2 【數(shù)學(xué)】工具欄
    1.3.3 Mathcad區(qū)域
    1.3.4 數(shù)字格式及數(shù)制
第2章 Mathcad的數(shù)值與符號運(yùn)算
  2.1 關(guān)于等號
    2.1.1 幾種等號
    2.1.2 關(guān)于“等號”的顯示
  2.2 變量與函數(shù)的定義
    2.2.1 變量的定義
    2.2.2 函數(shù)
    2.2.3 自定義運(yùn)算符
    2.3 基本數(shù)值運(yùn)算
    2.3.1 基本數(shù)值運(yùn)算介紹
    2.3.2 復(fù)數(shù)運(yùn)算
    2.3.3 進(jìn)制運(yùn)算
    2.3.4 單位運(yùn)算
  2.4 初等代數(shù)運(yùn)算
    2.4.1 關(guān)于符號運(yùn)算
    2.4.2 因式分解
    2.4.3 代數(shù)式的展開
    2.4.4 三角函數(shù)展開
    2.4.5 代數(shù)式的化簡“simplify”
    2.4.6 收集項(xiàng)“collect”
    2.4.7 組合“combine”與重寫“rewrite”
    2.4.8 以直角坐標(biāo)形式寫入復(fù)數(shù)“rectangular”
    2.4.9 求多項(xiàng)式系數(shù)
    2.4.10級數(shù)展開
    2.4.11連分式
    2.4.12關(guān)鍵字“float”
    2.4.13替換“substitute”
    2.4.14顯示計算“explicit”
    2.4.15假設(shè)變量“assume”
  2.5 極限、微積分的運(yùn)算
    2.5.1 極限運(yùn)算
    2.5.2 微分運(yùn)算
  2.5.3 積分運(yùn)算
  2.6 求和與積運(yùn)算
    2.6.1 求和運(yùn)算
    2.6.2 積運(yùn)算
第3章 矩陣和向量
  3.1創(chuàng)建矩陣
    3.1.1 使用創(chuàng)建矩陣工具
    3.1.2 使用表格創(chuàng)建矩陣
    3.1.3 使用下標(biāo)直接定義矩陣
    3.1.4 使用值域變量創(chuàng)建矩陣
    3.1.5 使用數(shù)據(jù)導(dǎo)入向?qū)?chuàng)建矩陣
    3.1.6 復(fù)制、粘貼矩陣
    3.1.7 特殊矩陣
    3.1.8 使用矩陣創(chuàng)建函數(shù)
    3.1.9 關(guān)于矩陣原點(diǎn)
  3.2 矩陣的加、減、乘、求逆、轉(zhuǎn)置
  3.3 矩陣合并和子矩陣
  3.4 嵌套矩陣
  3.5 向量
    3.5.1 定義向量
    3.5.2 向量化運(yùn)算符
    3.5.3 向量和、點(diǎn)積與向量積
    3.5.4 特征向量與特征值
    3.5.5 對數(shù)間隔點(diǎn)向量
  3.6 矩陣的其他函數(shù)
第4章 方程與優(yōu)化求解
  4.1 代數(shù)式求根
  4.1.1 roOt
  4.1.2 polyroots
  4.2 解方程
    4.2.1 方程的數(shù)值解法
    4.2.2 方程的符號解法
  4.3 求解線性方程組
  4.4 使用模塊Given-Find求解方程組
  4.5 優(yōu)化求解
    4.5.1 線性規(guī)劃求解
    4.5.2 非線性規(guī)劃求解
    4.5.3 求解參數(shù)系統(tǒng)
    4.5.4 矩陣作為未知量的求解
    4.5.5 方程的近似解
第5章 圖形與動畫
  5.1 二維圖形
    5.1.1 直角坐標(biāo)系二維圖形
    5.1.2 設(shè)置圖形格式
    5.1.3 極坐標(biāo)繪圖
  5.2 三維圖形
    5.2.1 用普通函數(shù)創(chuàng)建曲面圖
    5.2.2 用矩陣創(chuàng)建曲面圖
    5.2.3 創(chuàng)建參數(shù)曲面圖
    5.2.4 創(chuàng)建三維曲線
  5.3 動畫制作
    5.3.1 動畫制作基礎(chǔ)
    5.3.2 動畫制作實(shí)例
第6章 編程
  6.1 編程工具
  6.2 分支
  6.3 循環(huán)
  6.4 break、continue和return
  6.5 0nerror
  6.6 矩陣在編程模塊中的應(yīng)用
  6.7 程序調(diào)試
第二部分 Mathcad在信號與系統(tǒng)中的應(yīng)用
第7章 連續(xù)信號的時域分析
  7.1 連續(xù)時間信號的表示方法
  7.2 離散時間信號的表示方法l
  7.3 信號的時域變換
  7.4 卷積
    7.4.1 連續(xù)信號的卷積
    7.4.2 離散信號的卷積
    7.4.3 逆卷積運(yùn)算deconvol
    7.4.4 卷積過程的動畫演示
  習(xí)題
第8章 連續(xù)信號的頻域分析
  8.1 傅里葉級數(shù)
    8.1.1 周期信號的Mathcad表示方法
    8.1.2 三角形式的傅里葉級數(shù)
    8.1.3 指數(shù)形式的傅里葉級數(shù)
  8.2 周期信號的頻譜圖l
    8.2.1 三角形式的傅里葉頻譜圖
    8.2.2 指數(shù)形式的頻譜圖
    8.2.3 周期與頻率，時寬與頻寬的關(guān)系
  8.3 傅里葉變換.
    8.3.1 傅里葉變換的Mathcad實(shí)現(xiàn)
    8.3.2 非周期信號的頻譜分析
  習(xí)題
第9章 連續(xù)信號的復(fù)頻域分析
  9.1 拉普拉斯變換
  9.2 拉普拉斯反變換
  9.3 拉普拉斯變換的頻譜圖
  9.4 拉普拉斯變換和傅里葉變換的關(guān)系
  習(xí)題
第10章 離散信號的Z域分析
  10.1 Z變換
  10.2 Z反變換
  習(xí)題
第11章 線性系統(tǒng)的時域分析
  11.1 微分方程的齊次解和特解
  11.2 微分方程奇次解和特解的Mathcad實(shí)現(xiàn)
  11.3 微分方程數(shù)值解的Mathcad實(shí)現(xiàn)
  習(xí)題
第12章 連續(xù)系統(tǒng)的頻域分析
  12.1 傅里葉分析方法
  12.2 理想低通濾波器
  12.3 系統(tǒng)函數(shù)與系統(tǒng)的頻率特性
  12.4 連續(xù)信號的采樣與重構(gòu)
    12.4.1 抽樣定理
    12.4.2 信號重構(gòu)
    12.4.3 信號重構(gòu)的Mathcad實(shí)現(xiàn)
  習(xí)題
第13章 連續(xù)系統(tǒng)的復(fù)頻域分析
  13.1 系統(tǒng)函數(shù)H（s）的零極圖
  13.2 零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)的穩(wěn)定性
  13.3 零極點(diǎn)分布與系統(tǒng)頻率特性
  13.4 系統(tǒng)全響應(yīng)的拉普拉斯變換求解
  習(xí)題
第14章 離散系統(tǒng)的時域分析
  14.1 離散系統(tǒng)的經(jīng)典解法
  14.2 離散系統(tǒng)的數(shù)值解法
  14.3 離散系統(tǒng)的零輸入和零狀態(tài)響應(yīng)
    14.3.1 離散系統(tǒng)的零輸入響應(yīng)
    14.3.2 離散系統(tǒng)的單位函數(shù)響應(yīng)
    14.3.3 系統(tǒng)的零狀態(tài)響應(yīng)
  習(xí)題
第15章 離散系統(tǒng)的Z域分析
  15.1 系統(tǒng)函數(shù)H（z）的零極圖
  15.2 系統(tǒng)的零極圖與系統(tǒng)的穩(wěn)定性
  15.3 系統(tǒng)的零極圖與系統(tǒng)的頻率特性
  15：4 Z變換求解系統(tǒng)的差分方程習(xí)題
第16章 離散傅里葉變換
  16.1 FFT與IFFT
  16.2 FFT與IFFT結(jié)果的含義
  16.3 fft與ifft
  16.4 CFFT、ICFFT與cfft、icfft
  16.5 功率譜
  習(xí)題
后記
參考文獻(xiàn)

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