基于MATLAB的信号与系统实验教程(高等院校电子信息与电气学科特色教材)
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品牌: 徐利民
基本信息·出版社：清华大学出版社
·页码：270 页
·出版日期：2010年02月
·ISBN：9787302215462
·条形码：9787302215462
·版本：第1版
·装帧：平装
·开本：16
·正文语种：中文
·丛书名：高等院校电子信息与电气学科特色教材
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内容简介《基于MATLAB的信号与系统实验教程》通过三个部分分别介绍了MATLAB的基本使用方法，信号与系统基本实验及实例建模与分析。全书共16章，包括逐步深入的MATLAB知识，基于计算机的信号表示与运算，系统表述与分析，信号的频谱分析基础，状态方程描述，信号与系统分析在通信工程、声音与图像处理等方面的应用，信号与系统的实例建模等内容。《基于MATLAB的信号与系统实验教程》在选材和叙述上力求简明扼要，同时注重工程背景并着重体现信号与系统理论在实际应用中的广泛性和趣味性。《基于MATLAB的信号与系统实验教程》既可以作为信号与系统课程的配套实验教材，服务于本科生毕业设计、科技创新的需要，也可以作为电子类工程技术人员的参考书。
编辑推荐《基于MATLAB的信号与系统实验教程》：高等院校电子信息与电气学科特色教材
目录
第一部分 MATLAB基础
第1章 MATLAB环境
1.1 MATLAB界面
1.2 文件类型
1.3 系统和程序控制指令
1.4 练习
第2章 数据类型与数学运算
2.1 数值、变量和表达式
2.1.1 数值的记述
2.1.2 变量命名规则
2.1.3 运算符和表达式
2.2 数组、矩阵及其运算
2.2.1 复数和复数矩阵
2.2.2 数组和矩阵的运算
2.2.3 特殊矩阵（Specializedmatrices）
2.3 关系和逻辑运算
2.4 练习
第3章 数值计算与符号计算
3.1 线性代数与矩阵分析
3.1.1 线性代数
3.1.2 特征值分解
3.1.3 奇异值分解
3.1.4 矩阵函数
3.2 线性方程组求解
3.2.1 确定性线性方程组求解
3.2.2 线性最小二乘问题的方程求解
3.3 数据分析函数
3.4 符号计算
3.5 练习
第4章 绘图
4.1 基本绘图指令
4.1.1 plot的基本调用格式
4.1.2 stem:离散数据绘制（火柴杆图）
4.1.3 polar:极坐标图
4.2 各种图形标记、控制指令
4.2.1 图的创建与控制
4.2.2 轴的产生与控制
4.2.3 分格线(grid)、坐标框(box)、图保持(hold)
4.2.4 图形标志
4.3 其他常用绘图指令
4.3.1 其他类型图的绘制
4.3.2 简易绘图指令
4.4 练习
第5章 SIMULINK
5.1 SIMULINK的基本使用方法
5.2 SIMULINK模型概念及基本模块介绍
5.2.1 常用的sources——信号源模块
5.2.2 常用的sinks——信号显示与输出模块
5.2.3 mathoperations——数学运算单元模块
5.2.4 continuous——连续系统模块
5.2.5 discrete——离散系统模块
5.3 SIMULINK模型的仿真
5.3.1 仿真参数设置
5.3.2 建立子系统
5.4 练习
第6章 M函数和工具箱
6.1 M函数
6.2 工具箱
6.3 练习
第7章 MATLAB实用技术遴选
7.1 图形用户界面设计
7.1.1 设计原则与设计步骤
7.1.2 界面与控件介绍
7.1.3 GUI实例分析
7.1.4 Guide简介
7.2 应用程序编译
7.2.1 M编译器的功用
7.2.2 M编译器的预配置
7.2.3 创建独立的外部应用程序
7.3 使用Notebook
7.3.1 Notebook的安装和启动
7.3.2 使用Notebook与Word协同工作
7.4 练习
第二部分 信号与系统基本实验
第8章 信号的表示与运算
8.1 信号的表示
8.2 卷积(卷积和)与相关运算
8.2.1 离散卷积
8.2.2 连续卷积
8.2.3 相关
8.3 练习
第9章 LTI系统一般分析方法
9.1 微(差)分方程的求解
9.1.1 差分方程迭代求解
9.1.2 微分方程求解
9.2 冲激响应（单位样值响应）和阶跃响应
9.2.1 连续系统
9.2.2 离散系统
9.3 系统分析
9.3.1 连续系统分析
9.3.2 离散系统分析
9.4 练习
第10章 基本傅里叶分析
10.1 傅里叶级数
10.2 傅里叶变换的数值分析
10.3 抽样定理
10.4 DTFT、DFT与频谱分析
10.5 傅里叶变换的符号计算
10.6 功率与能量
10.7 练习
第11章 S域、Z域分析与系统特性
11.1 S、Z变换的符号计算
11.1.1 Laplace变换
11.1.2 Z变换
11.2 零极点、稳定性与系统的频率特性
11.2.1 连续系统
11.2.2 离散系统
11.3 系统的互连
11.4 练习
第12章 状态变量分析
12.1 状态方程的求解
12.1.1 状态方程的数值求解
12.1.2 用系统分析指令求解状态方程
12.1.3 SIMULINK用于状态变量分析
12.2 系统模型的各种表示方法及转换
12.3 系统的可控性和可观性
12.4 练习
第三部分 工程应用引导
第13章 建模与实例分析
13.1 实际系统建模
13.2 控制系统
13.3 随机数据分析
13.3.1 太阳黑子数据研究
13.3.2 随机价格分析
13.4 练习
第14章 信息类学科基础应用
14.1 调制与解调、FDM
14.1.1 调制与解调
14.1.2 频分多路(FDM)
14.2 A/D转换与PCM
14.2.1 A/D转换
14.2.2 时分多路复用(TDM)与脉冲编码调制(PCM)
14.3 模拟与数字滤波器
14.3.1 模拟滤波器
14.3.2 从模拟滤波器到数字滤波器
14.4 练习
第15章 声音信号的分析与合成
15.1 乐音分析与合成
15.1.1 乐音信号的产生
15.1.2 音乐基础知识
15.1.3 产生模拟乐音
15.1.4 MIDI电子音乐
15.2 语音分析与合成
15.3 声音信号处理
15.3.1 语谱图与语音(乐音)识别
15.3.2 语音修正与增强
15.3.3 音频信号的数字化与编码
15.4 练习
第16章 用MATLAB进行数字图像处理
16.1 在MATLAB中使用图像
16.2 几种图像处理方法
16.2.1 直方图与直方图均衡
16.2.2 图像合成与扭曲
16.2.3 图像滤波
16.2.4 图像运算的广阔应用
16.3 图像压缩与编码
16.4 练习
附录A MATLAB的帮助系统
附录B MATLAB命令表
参考文献
……[看更多目录]
序言随着当代计算机技术的不断发展，计算机逐渐融入了社会生活的方方面面。计算机的使用已经成为当代大学生不可或缺的基本技能，这不仅仅是通过等级考试这么简单，如何用计算机来解决各种实际问题，辅助学习与研究，是本科教学中的重要课题。
信号与系统课程具有传统经典的基础内容，但也存在由于数字技术发展、计算技术渗入等因素导致的难点重点转变、内容体系修订等需求。在教学过程中，作者深切感受到，缺乏实际应用背景的理论学习对学生而言，是枯燥而艰难的。这门课程公式繁多，理论深涩，如果缺乏工程应用导引、对课程内容形成的历史原因和逻辑原因等方面的知识，初学者往往会产生枯燥、糊涂、抽象的感觉。解决这个问题的关键在于： 学习者在建构知识体系的过程中，如何对所学习的内容保持足够的兴趣和强烈的探知欲，这一点往往直接决定学习的结果。纯理论的信号与系统教学过程容易使学生觉得：（1）基础知识不够，对繁多的公式推导、性质证明头疼；（2）工程背景不明确，不能理解所学有何用，怎样用；（3）信号通过系统是一个动态的过程，而书本和讲义一般只能提供静态的图像，需要学生有一定的“悟性”才能想象出那种动态的过程。
这种学习方式容易伤害学生的学习兴趣，继而影响教学效果。我们一直以来致力于将理论与实际结合起来，通过理论和实验学习过程的结合，调动学生学习的积极性，挖掘学习的乐趣，通过实验环节深入理解信号与系统的理论内容，同时培养一定的科学研究能力和主动思维习惯。
当代教育理念中对实践性教学的重视程度与日剧增，教育手段也逐步先进，类似信号与系统这一类课程的教学方式，面临变革与挑战。国内外各大院校在实践理论与实践相结合的教学活动中，目光不约而同地投向一款优秀的计算软件——MATLAB。国内外教育人士对结合MATLAB进行信号与系统教学已达成共识，在教学过程中增加MATLAB仿真实验是目前的流行做法。
文摘插图：
MATLAB是由美国MathWorks公司推出的软件产品。MATLAB是Matrix Laboratory的缩写，意即“矩阵实验室”，它是以矩阵作为基本编程单元的一种程序设计语言。MATLAB是一个完整的并可扩展的计算环境，是一种进行科学和工程计算的交互式程序语言。在许多国际一流专家学者的支持下，MathWorks公司还为MATLAB配备了涉及通信系统、自动控制、信息处理等学科的种类繁多的工具箱（Toolbox）。由于它集成度高、功能性强、使用方便和适用的计算机平台多，在教学、科研和实际工程中都得到广泛应用，目前已经成为很多国家大学教学和科学研究中必不可少的工具，在国内也被广泛使用。
MATLAB具有以下一些特点：
（1）变量以矩阵形式出现，元素可以是复数，适合当前科学计算的需要。
（2）笔算式语言规则和人类书写习惯相近，易写易记，键人命令立即执行，无须编译。
（3）程序运行中可设置断点，单步调试，遇有错误立即报告，方便编程。
（4）有丰富的作图指令，能绘制各种坐标系，自动确定坐标，曲线曲面调整方便，可设置各种颜色、线形和视角。
（5）功能扩展能力强，有大量工程实用的工具箱可以选用，工具箱具有良好可扩充性，并且还在不断发展中，并广泛用于各种实验仿真处理过程。
现代工程项目的常见流程是：设计一仿真一实验一生产，其中仿真是极为重要的步骤。MATLAB就是一种常见且重要的仿真处理软件。掌握和学会MATLAB，通过计算机辅助手段对信号与系统、数字信号处理、通信系统原理等相关课程内容进行分析和研究，既有益于深入理解和掌握理论内容，又有利于提高计算机应用水平，为今后从事科学研究工作打下良好基础，是当前本科生培养工作的一项重要内容。计算机辅助分析中常用到以下两个术语，仿真实验和蒙特卡罗方法。
