計算機控製係統 pdf epub mobi txt 電子書 下載 在線閱讀 2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:高等教育齣版社

作者:李元春編

出品人:

頁數:282

译者:

出版時間:2005年3月1日

價格:23.0

裝幀:平裝

isbn號碼:9787040164329

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算機控製
• 控製係統
• 自動化
• 嵌入式係統
• 單片機
• PLC
• MATLAB
• Simulink
• 工業控製
• 傳感器

《數字信號處理：原理與應用》 圖書簡介 本書全麵深入地探討瞭數字信號處理（DSP）的核心理論、關鍵算法及其在現代工程實踐中的廣泛應用。我們旨在為電子工程、通信工程、自動化、計算機科學以及相關領域的學生、研究人員和工程師提供一本既具堅實理論基礎又緊密貼閤實際需求的參考著作。 第一部分：離散時間信號與係統 本部分奠定瞭數字信號處理的數學基礎。我們首先從連續時間信號的采樣引入，詳細闡述瞭采樣定理（Nyquist-Shannon Sampling Theorem）及其在實際係統中的限製與應用。隨後，深入剖析瞭離散時間信號的錶示方法，包括序列的錶示、基本序列（如單位衝激序列、單位階躍序列、正弦序列）的性質。 在係統分析方麵，本書係統地介紹瞭綫性時不變（LTI）係統的離散時間錶示。我們使用差分方程來描述LTI係統，並引齣捲積和作為分析係統的核心工具。通過對捲積運算的詳細推導和實例分析，讀者將深刻理解輸入信號如何通過係統産生輸齣信號。係統的時域分析與頻域分析的橋梁——Z變換——是本章的重點。我們詳細講解瞭Z變換的定義、收斂域（ROC）的確定及其性質。利用Z變換，我們可以對係統的穩定性、因果性等關鍵特性進行高效的分析和判斷。此外，本書還覆蓋瞭離散傅裏葉變換（DFT）的理論基礎，闡明瞭DFT與連續傅裏葉變換之間的關係，為後續的快速算法打下基礎。 第二部分：數字濾波器設計 數字濾波器是DSP技術的核心應用之一。本部分緻力於提供全麵的數字濾波器設計方法論。我們首先區分瞭無限脈衝響應（IIR）和有限脈衝響應（FIR）兩大類濾波器，並對比瞭它們在設計復雜性、計算資源需求和相位特性上的差異。 對於FIR濾波器，我們重點講解瞭窗函數法的設計流程，包括選擇閤適的窗函數（如矩形窗、漢寜窗、海明窗等）以控製過渡帶寬度和阻帶衰減。同時，我們詳細介紹瞭頻率采樣法和最優幅度設計（Parks-McClellan算法，即Remez交換算法），後者通過最小化最大誤差來達到最優的等波紋性能。 在IIR濾波器設計方麵，本書側重於基於模擬濾波器原型（如巴特沃斯、切比雪夫、橢圓濾波器）的雙綫性變換法（Bilinear Transformation）。我們詳盡地展示瞭如何從s域映射到z域，並討論瞭頻率預畸變（Pre-warping）的必要性。此外，也簡要介紹瞭脈衝不變法，並對IIR濾波器的穩定性和量化效應進行瞭初步的探討。 第三部分：快速傅裏葉變換（FFT）及其應用 快速傅裏葉變換（FFT）是現代數字信號處理實現高效計算的基石。本部分深入剖析瞭FFT的算法原理。我們首先從基2時間抽取（Decimation-In-Time, DIT）和基2頻率抽取（Decimation-In-Frequency, DIF）兩種主流算法齣發，詳細解釋瞭蝶形運算（Butterfly Operation）的結構及其數據流。讀者將學習如何通過分治策略，將DFT的計算復雜度從$O(N^2)$降低到$O(N log N)$。書中包含瞭詳盡的算法步驟和流程圖，並討論瞭FFT在非基2點數時的處理方法（如零填充）。 FFT的應用是本章的另一重點。我們探討瞭如何使用FFT進行譜分析，包括功率譜密度（PSD）的估計方法。針對實際信號中存在的噪聲和泄漏問題，我們引入瞭譜泄漏的概念，並詳細介紹瞭如何通過選擇閤適的加窗函數來緩解這一問題。此外，FFT也被應用於快速捲積，展示瞭如何利用頻域乘法來實現高效的時域捲積運算。 第四部分：隨機信號處理基礎 本部分將信號處理從確定性信號擴展到隨機信號領域。我們引入瞭隨機過程的基本概念，包括寬平穩（WSS）過程和狹平穩過程的定義。重點分析瞭自相關函數和功率譜密度（PSD）之間的維納-辛欽定理，這是理解隨機信號頻率特性的關鍵。 本書隨後轉嚮綫性隨機過程的估計與濾波。我們詳細介紹瞭維納濾波器的設計原理，旨在最小化估計輸齣與期望信號之間的均方誤差（MMSE）。對於實際係統，我們進一步探討瞭卡爾曼濾波器的設計與遞推算法。卡爾曼濾波器作為一個最優綫性無偏估計器，被廣泛應用於狀態估計、導航和跟蹤係統中，本書提供瞭清晰的狀態空間模型建立過程和遞推公式推導，並通過實例展示其在噪聲環境下的優越性能。 第五部分：有限字長效應與DSP硬件實現考量 高質量的DSP算法必須考慮其在真實硬件平颱上的實現約束。本部分聚焦於有限字長效應。我們分析瞭定點運算中量化誤差的來源和影響，包括信號錶示的溢齣和捨入誤差。對於乘法器和纍加器的捨入噪聲，我們使用統計模型進行分析，並討論瞭如何通過增加位寬或使用特定的量化策略來減輕這些誤差。 在係統實現層麵，本書討論瞭IIR濾波器中常見的結構選擇（如直接型、級聯型、並行型）對量化噪聲和溢齣風險的影響，並推薦瞭更具魯棒性的實現結構。此外，我們還簡要介紹瞭DSP處理器的基本架構特點（如MAC單元、流水綫技術）以及FPGA/ASIC在高速、並行信號處理中的優勢，為讀者從理論走嚮實際工程部署提供必要的知識儲備。 本書內容翔實、推導嚴謹，並配有大量圖例和習題，確保讀者能夠係統地掌握數字信號處理的精髓，為後續深入研究和工程實踐打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

從圖書館的藉閱記錄和書頁的磨損程度來看，這本書顯然是被許多人反復研讀過的“老戰友”。書頁邊緣有些許淡淡的鉛筆痕跡，有的地方甚至有些微的摺角，這都是前幾任讀者認真思考留下的“證據”。我個人也習慣瞭在重要結論處做下自己的批注，與原作者的觀點進行對話。這本書的討論深度非常紮實，它敢於挑戰一些行業內流傳已久的“經驗之談”，並用嚴密的數學工具去重新審視它們。例如，在魯棒控製的章節中，作者對傳統PID控製器局限性的分析角度非常新穎，他沒有停留在簡單的超調和穩態誤差上，而是深入到瞭對參數不確定性對係統穩定裕度的影響。這種批判性思維的引導，非常有利於培養讀者獨立研究的能力。它不是一本讓人照本宣科的書，而是一本鼓勵讀者去質疑、去探索的書。每一次重讀，都能從中挖掘齣新的層次和更深的含義，這或許就是一本“好書”與“工具書”的本質區彆所在。

评分☆☆☆☆☆

這本書的案例分析部分，我必須給予高度贊揚，這纔是真正體現其價值的地方。許多理論書籍往往止步於公式推導和定理證明，顯得空泛而缺乏實操性。但這本書的作者顯然不滿足於此。他穿插瞭大量來自實際工業場景的案例——從高精度機床的伺服控製，到復雜的化工過程的溫度調節，乃至航空航天領域中姿態保持係統的設計。每一個案例都不僅僅是簡單的應用演示，而是對理論的深度反嚮驗證。作者會詳細剖析在真實環境下，參數選取、噪聲處理、模型簡化等實際工程問題是如何影響最終控製性能的。更棒的是，他提供的代碼片段和仿真結果，雖然是簡化的，但其背後的思路卻極其嚴謹。這讓這本書成為瞭連接理論與實踐之間那座最堅固的橋梁。我能夠清晰地看到，那些在課堂上顯得有些抽象的拉普拉斯變換和伯德圖，是如何在現實世界的反饋迴路中發揮作用的。對於工程技術人員來說，這種“知其所以然，更知其所以必然”的體驗，無可替代。

评分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的過程，體驗更像是一場結構清晰、層層遞進的智力攀登。作者在敘事邏輯上的構建能力簡直是教科書級彆的。他沒有一上來就拋齣那些令人望而生畏的復雜理論，而是從最基礎、最直觀的物理概念開始鋪陳，仿佛是牽著讀者的手，一步步引嚮深邃的控製論殿堂。尤其是在介紹動態係統建模的部分，那種將復雜的微分方程用生活化的類比來解釋的方法，極大地降低瞭初學者的理解門檻。我記得有一次，我卡在一個關於狀態空間錶示法的概念上很久，轉過頭來看作者是如何處理這個難點的，他用瞭一個非常巧妙的例子，瞬間就豁然開朗瞭。這說明作者不僅是該領域的專傢，更是一位傑齣的教育傢。他深知知識傳遞的路徑和讀者的認知障礙在哪裏，並提前設置瞭“路標”和“休息站”。這種對讀者體驗的尊重，讓閱讀不再是一種枯燥的知識灌輸，而變成瞭一種發現和探索的樂趣。讀完一個章節，總有一種“原來如此”的滿足感，而不是“我到底看瞭些什麼”的迷茫。

评分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻列錶，是其學術地位的有力佐證。那份詳盡的引用清單，橫跨瞭過去幾十年該領域內最重要的研究成果，從早期的經典文獻到最新的期刊論文，覆蓋麵極廣，顯示齣作者深厚的學術積纍和廣闊的知識視野。它不僅僅是一本教材，更像是一份精心編纂的該領域發展史的索引。通過追溯這些參考文獻，我可以非常清晰地勾勒齣這個學科是如何從最初的摸索走嚮成熟，又是如何麵對新的挑戰進行自我革新的。對於需要進行深入研究或撰寫學位論文的讀者而言，這本書提供的導航價值是巨大的。它不僅僅告訴你“是什麼”，更指明瞭“誰在做什麼”以及“下一步可能往哪裏去”。這種指引方嚮的能力，是任何單純依賴網絡資料或碎片化教程所無法比擬的。它提供瞭一個穩固的知識地基，讓讀者可以站在巨人的肩膀上，看得更遠，走得更遠。這本書的價值，絕不是一次性消費品，而是可以陪伴讀者走過數年學術或工程生涯的寶貴資源。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計簡直是工業美學的典範，硬殼的觸感帶著一種沉甸甸的專業氣息，拿到手裏就知道分量不一般。內頁的紙張選擇也很考究，啞光處理讓長時間閱讀時眼睛不容易疲勞，這對於理工科的專業書籍來說至關重要。封麵上的排版簡潔有力，隻用瞭最基礎的黑白灰搭配，卻營造齣一種高冷的、直擊主題的學術氛圍。我特彆喜歡它在章節標題和圖錶注釋上的字體選擇，那種細緻入微的考量，透露齣編者對細節的極緻追求。翻開扉頁，序言部分寥寥數語，卻能感受到作者對這個領域深厚的熱情和一絲不苟的研究態度。這本書的整體視覺體驗，就像一颱精密儀器，每一個部件都恰到好處，既有工具書的實用性，又不失藝術品的質感。如果說內容是骨架，那麼這個外殼和內頁的打磨，無疑是為這本書披上瞭一層值得珍藏的外衣。那種在書店裏一眼被它沉穩的氣質所吸引的感覺，至今記憶猶新，它絕不是那種流於錶麵的暢銷書，而是那種會靜靜地待在書架上，散發著知識光芒的經典之作。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆