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出版者:科学出版

作者:胡寿松

出品人:

页数:622

译者:

出版时间:2001-2

价格:39.00元

装帧:

isbn号码:9787030088819

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《数字信号处理基础与应用》 图书简介 本书系统阐述了数字信号处理（DSP）领域的基础理论、核心算法以及在现代工程实践中的广泛应用。内容覆盖从离散时间信号与系统分析，到高效的数字滤波器设计，再到快速傅里叶变换（FFT）及其在频域分析中的关键技术。本书旨在为电子工程、通信工程、计算机科学以及相关领域的学生、研究人员和工程师提供一套全面且深入的知识体系。 第一部分：离散时间信号与系统 本部分奠定了数字信号处理的理论基石。首先，详细介绍了连续时间信号经过采样后的离散化过程，探讨了采样定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）的严格数学推导及其对实际系统设计的指导意义。我们深入分析了理想采样、零阶保持（ZOH）和一阶保持（FOH）的重建特性，并着重讨论了混叠（Aliasing）现象的成因与抑制方法。 随后，内容转向离散时间信号的表示与分析。本书不仅定义了离散时间信号的序列表示，还全面引入了Z变换。Z变换作为分析离散时间系统的核心工具，被细致地讲解了其收敛域（ROC）的概念、性质、基本序列的Z变换对，以及利用Z变换进行系统响应分析的方法。在此基础上，我们详细推导了线性时不变（LTI）系统的差分方程表示，并使用Z变换求解瞬态响应与稳态响应，这为后续的滤波器设计打下了坚实的分析基础。 此外，本部分还对比分析了序列卷积的计算方法，包括直接计算法和利用Z变换的乘法性质进行求解的方法，并对离散卷积的物理意义进行了深入的阐释。傅里叶分析的离散化形式——离散时间傅里叶变换（DTFT）被引入，重点讨论了其周期性和频谱泄露问题，为引入DFT/FFT做铺垫。 第二部分：数字滤波器设计 数字滤波器是DSP应用中最核心的组成部分，本书分两章详尽讨论了有限脉冲响应（FIR）滤波器和无限脉冲响应（IIR）滤波器的设计理论与实践。 FIR 滤波器设计： FIR 滤波器因其固有的线性相位特性，在对信号波形保真度要求高的应用中至关重要。我们从窗函数法入手，详细分析了理想滤波器的脉冲响应，并系统介绍了常用的窗函数，如矩形窗、汉宁窗（Hanning）、海明窗（Hamming）和贝塞尔窗（Blackman），对比了它们在过渡带宽、旁瓣衰减和通带纹波之间的权衡。随后，本书深入讲解了频率采样法和等波纹（Parks-McClellan/Remez交换算法）设计法，特别是后者，它代表了FIR滤波器设计的最高效能，详细阐述了其迭代优化过程和设计步骤。 IIR 滤波器设计： IIR 滤波器以其在较低阶数下就能实现陡峭的过渡带特性而著称。本书主要聚焦于模拟原型滤波器的双平方变换法。我们详细回顾了巴特沃斯（Butterworth）、切比雪夫（Chebyshev）（I型和II型）和椭圆（Elliptic）滤波器的特性，并推导了这些模拟原型到数字域的双线性变换（Bilinear Transform）方法。双线性变换的推导及其引入的频率预畸变（Pre-warping）处理被细致讲解。同时，本书也讨论了脉冲不变法，并对比了两种变换在映射频率响应时的优劣。 第三部分：快速傅里叶变换与谱分析 傅里叶分析是理解信号在频域特性的关键。本部分聚焦于高效计算离散傅里叶变换（DFT）的快速傅里叶变换（FFT）算法及其应用。 我们首先回顾了DFT的定义、性质以及直接计算的复杂度（$O(N^2)$）。随后，本书详细阐述了最常用的蝶形运算（Butterfly Structure）原理，并以基2（Radix-2）的DIT（Decimation-in-Time）和DIF（Decimation-in-Frequency）算法为例，逐层分解了算法的实现过程，包括蝶形图的绘制和位反序（Bit Reversal）的必要性。我们还探讨了非2的幂次采样点数时的FFT算法，如Split-Radix FFT。 在谱分析（Spectral Analysis）方面，本书区分了参数化谱估计和非参数化谱估计。重点深入研究了非参数化方法，包括周期图法（Periodogram）及其固有的方差大、分辨率低的问题。随后，本书详细介绍了利用重叠相加/相减法（Overlap-Add/Overlap-Save）实现的滑动窗口傅里叶分析，以及如何通过韦尔奇法（Welch's Method）降低噪声方差，提高谱估计的平滑度。对于需要高分辨率的应用，本书介绍了LOM（Linear Optimal Method）和MEM（Maximum Entropy Method）等现代谱估计技术的基本思想。 第四部分：多相滤波与率因子算法 现代通信和高采样率系统对滤波器的性能提出了更高要求。本部分将高级主题与实际硬件实现相结合。 多相分解（Polyphase Decomposition）： 详细介绍了多相分解结构在抽取（Downsampling）和插值（Upsampling）操作中的应用，以及其如何将一个高通路的计算任务分解为多个并行低速率通道，极大地提高了计算效率。 率因子算法（Rate Factor Algorithms）： 基于多相结构，本书推导并展示了如何在整数倍率下进行灵活的速率改变。特别是在高速数据采集和软件定义无线电（SDR）系统中，高效的插值和抽取是至关重要的技术。我们通过具体的实例，展示了如何利用多相结构实现高效的非整数倍率重采样。 第五部分：DSP硬件实现考量 本部分将理论与实际硬件环境（如FPGA或专用DSP芯片）连接起来，讨论了实际部署中的挑战。内容包括定点数运算对信号精度的影响、量化误差的分析、舍入模式的选择，以及如何优化算法以适应流水线结构和并行计算。本书强调了在固定位宽处理器上实现线性相位FIR滤波器以避免二次量化误差的设计技巧。 总结 《数字信号处理基础与应用》不仅是一本理论教材，更是一本面向实践的工具书。它通过严谨的数学推导、丰富的例题和对前沿算法的介绍，确保读者能够从原理上理解数字信号如何被捕获、变换和重建，从而在信号处理的各个领域中设计出高性能、高效率的系统。

评分☆☆☆☆☆

每天读那么一张，可以起到延年益寿，活血化瘀的功效，尤其对老年痴呆有特效，还可以起到失眠，多梦引起的内分泌失调！  

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

自动控制原理的书可能没有哪本比这本更流毒甚广了，十几年前我们用的这本书做教材，今天仍然有许多学校用，居然还黄马褂加身，让更多人奉为经典，真是莫名奇妙。 这本书算是厚而全，可笑的是，从古典控制到现代控制，无论是时域、根轨迹、频域、离散还是状态空间法，居然没有...  

评分☆☆☆☆☆

有时候，遇到一本好书，恰如相逢一知己。或许对于专业书没有这么夸张，但更有醍醐灌顶之效。 虽然是在考研的无奈境况下才开始研读，面对如此难度的一本书，一直都在纠结中度过，都不好意思说我是学过一遍自控的。但不得不说受益匪浅，也难怪我能突发奇想的在豆...

评分☆☆☆☆☆

每天读那么一张，可以起到延年益寿，活血化瘀的功效，尤其对老年痴呆有特效，还可以起到失眠，多梦引起的内分泌失调！  

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常有特色，不像一些理论书籍那样枯燥乏味，而是充满了一种循循善诱的魅力。作者在讲解复杂的概念时，总是能用形象的比喻和贴切的类比来辅助说明，让我能够更好地理解抽象的数学模型。比如，在讲解“开环系统”和“闭环系统”时，作者用了“射箭”和“调整靶子”的类比，生动地描绘了两者在信息反馈方面的本质区别。当讲到“PID控制器”时，作者更是将其比作一个经验丰富的技师，根据“误差”（P）、“误差的变化率”（D）和“过去的误差累积”（I）来不断调整输出，以达到精确控制的目的。这种“讲故事”式的讲解方式，让原本可能枯燥的数学公式变得鲜活起来，也让我对控制系统的“黑箱”内部运作有了更清晰的认识。我尤其欣赏作者在章节末尾设置的“思考与练习”环节，这些题目不仅仅是简单的计算，更多的是引导读者去思考控制系统的设计思路和实际应用中的权衡。比如，一道题目要求分析在不同工况下，哪种控制器参数组合更为合适，这促使我不仅仅停留在理论层面，还要结合实际场景去思考。

评分☆☆☆☆☆

从整体阅读体验来看，《自动控制原理》这本书的叙事风格非常流畅。它不是那种“东一榔头西一棒子”的碎片化知识集合，而是以一种清晰的逻辑线索，层层递进地展开。我感觉作者仿佛是在循循善诱地引导我一步步走进自动控制的世界，从最基本的概念到最复杂的理论。即使在遇到一些难度较大的章节，作者也会通过分解问题、设置过渡段落等方式，让我能够平缓地过渡。我尤其喜欢他在讲解“根轨迹法”时，前面先铺垫了“极点”和“零点”的概念，然后才逐步引入了根轨迹的绘制规则，最后再说明如何利用根轨迹来分析系统的稳定性。这种循序渐进的教学方法，让我感觉学习过程非常自然，并且能够有效地避免“知识断层”。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常讲究逻辑性和严谨性，但又不失一种学术的温情。作者在展开论述时，总是会先给出问题的背景，然后分析问题的关键点，最后提出解决方案。即使是在讲解非常抽象的数学概念时，作者也会试图将其与实际的物理意义联系起来，让我们能够理解为什么需要这样的数学工具。比如，在讲解“状态空间方程”时，作者先是解释了为什么传统的传递函数方法在处理多输入多输出系统时会显得力不从心，然后才引入了更加通用的状态空间描述。他还非常详细地阐述了状态向量的物理含义，以及它如何能够全面地描述一个系统的动态行为。我尤其喜欢作者在章节末尾对本章内容的总结，简明扼要地概括了核心要点，帮助我回顾和巩固所学知识。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，《自动控制原理》这本书在某些细节上的处理，着实让我眼前一亮。比如，在介绍“Nyquist稳定性判据”时，作者并没有直接给出公式和结论，而是先从“频率响应”的概念出发，解释了开环传递函数在复平面上的轨迹如何反映闭环系统的稳定性。他还用了一个非常生动的比喻，将这个过程比作“侦探破案”，通过分析“线索”（频率响应轨迹）来判断“嫌疑人”（系统）的“罪行”（不稳定性）。这种抽丝剥茧的讲解方式，让原本可能令人望而生畏的判据，变得清晰而有逻辑。而且，书中提供的例题都非常有代表性，覆盖了各种典型系统和控制问题，并且解题过程都非常详细，步骤清晰，甚至连一些容易出错的细节都给出了提醒。我按照书中的解题步骤，自己动手演算了几道例题，不仅巩固了所学知识，还培养了独立解决问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的结构设计也非常合理。它从最基础的系统建模开始，逐步深入到各种控制器的设计和系统分析。每一个章节都承上启下，内容安排得井井有条。一开始是对系统进行数学描述，比如建立微分方程，然后引入传递函数，接着是时域分析和频域分析。在掌握了基本的分析工具后，作者才开始讲解如何设计控制器来改善系统的性能。这种由浅入深、由易到难的逻辑顺序，让我在学习过程中不会感到茫然，每一步都建立在坚实的基础之上。我特别喜欢关于“根轨迹”的那一部分，作者用大量的图示和文字解释，将一个抽象的分析方法变得直观易懂。看着根轨迹随着增益的变化而移动，我能够清晰地看到系统极点的位置变化如何影响系统的动态响应，这对于理解和优化控制系统至关重要。看完这一章，我才算真正理解了“调整参数”在控制系统设计中的意义。

评分☆☆☆☆☆

我个人认为，这本书在讲解“系统辨识”部分的时候，非常具有前瞻性。虽然我目前还不是一个专业的控制工程师，但从书中对系统辨识的介绍，我能够感受到它在实际工程中的重要性。作者并没有将系统辨识作为一个孤立的章节来讲解，而是将其与系统建模和控制器设计紧密联系起来。他详细介绍了如何从实际测量的数据中辨识出系统的模型参数，并且分析了不同辨识方法的优缺点。这让我意识到，在很多情况下，我们并不能直接得到系统的数学模型，而是需要通过实验和数据来“猜测”模型的参数。这对于理解一些复杂工业过程的控制尤为重要。这本书让我看到了理论知识如何与实际数据分析相结合，从而解决工程问题。

评分☆☆☆☆☆

拿到《自动控制原理》这本书，说实话，一开始我有些忐忑。我并非科班出身，对控制理论的理解还停留在一些零散的概念和模糊的印象中。然而，这本书的封面设计简洁大气，标题“自动控制原理”本身就带着一种严谨和深邃感，这反而激起了我的好奇心。翻开第一页，排版就很舒服，字体大小适中，疏朗有致，阅读起来不会有压迫感。我先是粗略地浏览了一下目录，看到那些熟悉的“传递函数”、“稳定性”、“根轨迹”等术语，心里还是有点打鼓。但紧接着，我看到了“引论”部分，作者用一种比较宏观的视角，从日常生活中的各种自动化现象切入，比如空调的温度调节、汽车的巡航控制，甚至是我们骑自行车保持平衡，都巧妙地引出了自动控制的基本思想。这种方式让我感觉，原来控制理论并没有想象中那么遥不可及，它就隐藏在我们身边，影响着我们生活的方方面面。我特别喜欢作者在引言部分举的那个“给水塔水位自动调节”的例子，从一个简单的物理模型出发，循序渐进地引入了反馈的概念，以及它在维持系统稳定方面的作用。这种理论与实际相结合的讲解方式，让我这个初学者倍感亲切，也为我后续的学习打下了坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的图文配合堪称完美。很多抽象的概念，通过图表和示意图的辅助，变得一目了然。我特别喜欢书中对“根轨迹”的绘制过程的图解，每一条轨迹的生成都配有详细的说明和相关的计算，让我能够清晰地看到极点如何移动，以及这种移动对系统响应的影响。还有，在讲解“频率响应”时，伯德图的绘制和分析也被安排得条理清晰，每一个拐点、每一个斜率的变化都对应着系统在不同频率下的行为特性。这些图表不仅帮助我理解了理论知识，还大大节省了我自己绘制图表的时间，让我能够更专注于核心概念的理解。我尝试着根据书中的方法，自己去分析一些简单的系统，发现对照着图表，很多复杂的判断都变得简单起来。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常严谨，但又不失可读性。虽然它是一本技术类的书籍，但在行文上，作者并没有使用过于生僻的专业术语，而是尽量采用清晰、准确的中文表达。我尤其喜欢作者在解释一些基本概念时，会先给出直观的物理意义，然后再引入数学描述。比如，在讲解“阻尼比”和“自然振荡频率”时，作者先是用“弹簧-阻尼系统”的例子，形象地说明了这两个参数对系统振动特性的影响，然后才给出它们在二阶系统方程中的对应关系。这种“先感性，后理性”的教学方法，大大降低了学习门槛。而且，书中很多地方都穿插了对实际工程应用的讨论，例如在分析不同控制器性能时，作者会提及在实际应用中可能遇到的各种限制和考虑，这让我感觉这本书不仅仅是理论的堆砌，而是具有很强的工程实践指导意义。

评分☆☆☆☆☆

作为一本原理性的书籍，它在理论的深度和广度上都做得相当到位。我尤其佩服作者对数学工具的应用和讲解。虽然涉及到一些微积分、线性代数等内容，但作者并非简单地堆砌公式，而是详细地阐述了每一个数学工具在控制理论中扮演的角色，以及它们是如何被用来描述和分析系统的。例如，拉普拉斯变换在传递函数分析中的作用，作者就讲解得非常透彻，从为什么要引入拉普拉斯变换，到如何通过它简化微分方程的求解，再到它如何帮助我们分析系统的频率响应特性，整个过程都清晰明了。我以前对拉普拉斯变换的理解就是一堆复杂的符号，看完这一章，我才真正理解了它在动态系统分析中的强大威力。此外，书中对“稳定性”的讲解也让我受益匪浅。从劳斯判据到奈奎斯特判据，再到根轨迹法，作者层层递进，讲解了不同的稳定性判别方法，并详细分析了它们的适用范围和优缺点。我尝试着对书中举例的几个系统进行稳定性分析，在掌握了这些方法后，我仿佛拥有了一双“火眼金睛”，能够一眼看出一个系统是否能够稳定运行。

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拉普拉斯变换为啥这么多

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控制不住

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写得不错，不过读一次吐一次

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PID

评分☆☆☆☆☆

61分过