Simulink与信号处理 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:北京航空航天大学

作者:丁亦农

出品人:

页数:177

译者:

出版时间:2010-8

价格:29.80元

装帧:

isbn号码:9787512401655

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具体描述

本书是学习和使用Simulink对信号处理系统进行模拟和仿真的参考书籍，是笔者对多年来在MathWorks工作期间与公司软件开发人员及众多用户交流、切磋获得的经验、体会的总结和提炼。全书共 8章，介绍了Simulink的基本知识和Simulink的扩展之一——信号处理模块集，并按照一般信号处理系统的组成方式和信号流程介绍如何用 Simulink建立系统模型——包括信号的产生，信号的滤波，信号的统计参数与信号估计，以及如何在Simulink系统模型中实现复杂的数字信号处理算法。

这本书的重要特点是在讨论信号处理系统建模时采用了大量实例。全书共提供了近100个Simulink模型文件，是学习Simulink软件，掌握模块特点和应用场合，进而建立复杂信号处理系统模型的宝贵参考资料。这本书的另一个重要特点是涉及面广，取材新颖、实用。并且特别介绍了Simulink近几年引入的几个重要元素，如传统代码工具和内嵌式MATLAB等。

本书可以作为电气工程、自动控制及其他专业老师、学生，及相关工程技术人员的参考用书。

《现代信号分析与应用》内容简介在信息爆炸的时代，对信号的深入理解与高效处理已成为科学研究、工程技术及日常生活不可或缺的核心能力。本书《现代信号分析与应用》旨在为读者提供一个全面、系统且富有实践性的信号处理知识体系。我们不拘泥于单一的理论工具，而是聚焦于现代信号处理领域中最具价值的概念、方法与前沿技术，通过清晰的阐述和丰富的实例，引导读者掌握从信号的产生、采集、分析到应用的完整流程。第一部分：信号的基石与变换本书的开篇将带领读者走进信号处理的基石。我们将从信号的分类入手，区分模拟信号与数字信号，连续时间信号与离散时间信号，周期信号与非周期信号，能量信号与功率信号，以及确定性信号与随机信号。清晰的分类有助于读者建立对信号特性的初步认知，为后续深入学习打下坚实基础。随后，我们将重点讲解傅里叶变换及其一系列重要变种，如离散时间傅里叶变换（DTFT）、离散傅里叶变换（DFT）以及快速傅里叶变换（FFT）。傅里叶变换是信号分析的灵魂，它揭示了信号在频域的成分，使我们能够从全新的视角理解信号的特性。本书将详细阐述傅里叶变换的数学原理，并着重探讨其在信号滤波、频谱分析、调制解调等领域的广泛应用。我们将通过图文并茂的方式，解释时域与频域之间的深刻联系，以及如何利用傅里叶变换解决实际问题。除了傅里叶变换，我们还将深入探讨拉普拉斯变换和Z变换。拉普拉斯变换是分析连续时间线性时不变（LTI）系统的强大工具，尤其适用于研究系统的稳定性、瞬态响应和稳态响应。Z变换则是分析离散时间LTI系统的核心，它将离散时间序列的分析转化为复域的代数运算，极大地简化了复杂系统的分析过程。本书将系统讲解这两种变换的性质、计算方法，并演示它们在系统建模、滤波器设计等方面的应用。第二部分：滤波与系统设计滤波是信号处理中最核心的功能之一，它能够有效地去除信号中的噪声，提取有用的信息。本部分将详尽阐述数字滤波器的设计与实现。我们将区分无限冲激响应（IIR）滤波器和有限冲激响应（FIR）滤波器，深入剖析它们的设计原理、设计方法（如巴特沃斯、切比雪夫、巴特沃斯等逼近法，以及窗函数法、频率采样法等）以及各自的优缺点。通过丰富的实例，读者将学会如何根据实际需求选择合适的滤波器类型，并掌握设计满足特定性能指标滤波器的技巧。除了传统的数字滤波器，我们还将介绍自适应滤波器。自适应滤波器能够根据输入信号的统计特性自动调整其参数，以达到最佳的滤波效果。本书将重点介绍最小均方（LMS）算法和递归最小均方（RLMS）算法，并探讨自适应滤波器在噪声消除、回声消除、信道均衡等方面的经典应用，使读者了解如何处理时变信号和非平稳噪声。第三部分：现代信号分析技术随着信号处理理论的发展，新的分析技术不断涌现，极大地拓展了信号处理的应用范围。本部分将介绍小波变换。与傅里叶变换只能提供全局的频率信息不同，小波变换能够同时提供信号在时间和频率上的局部信息，使其在信号去噪、特征提取、图像压缩等方面展现出独特的优势。本书将讲解小波变换的基本原理，介绍不同类型的小波基，并通过实例演示其在信号去噪和特征分析中的应用。此外，我们还将触及谱估计的相关技术。当信号的来源未知或不确定时，直接应用傅里叶变换可能无法获得满意的结果。本部分将介绍参数化谱估计方法（如AR模型、ARMA模型）和非参数化谱估计方法（如周期图法、Welch法），帮助读者在有限的数据下，更准确地估计信号的功率谱密度。第四部分：信号处理的应用实践理论的最终目的是解决实际问题。本书的最后一大部分将聚焦于信号处理在各领域的应用。我们将通过具体的案例，展示信号处理技术如何赋能现代科技。通信系统：信号调制与解调、信道编码与解码、多用户接入技术（如OFDM）、噪声抑制等。图像与视频处理：图像去噪、图像增强、特征提取、图像压缩、视频分析等。语音与音频处理：语音识别、语音合成、音频降噪、音乐信息检索等。生物医学信号处理：心电图（ECG）、脑电图（EEG）信号分析、医学影像处理等。控制系统：系统辨识、滤波器设计用于控制器设计、状态估计等。机械振动分析：故障诊断、结构健康监测等。通过这些丰富的应用案例，读者将能够深刻理解信号处理理论的实际价值，并激发利用信号处理技术解决自身领域问题的能力。本书特点：理论与实践并重：既有扎实的理论基础，又辅以大量的工程实例和应用场景，帮助读者融会贯通。由浅入深：从基础概念出发，逐步深入到高级技术，适合不同程度的读者。清晰易懂：采用通俗易懂的语言，配合精美的图示和数学推导，降低学习难度。前沿视角：关注现代信号处理领域的发展趋势，介绍具有代表性的前沿技术。《现代信号分析与应用》将是一本您在信号处理领域探索之旅中的得力助手，助您构建坚实的理论基础，掌握实用的分析方法，并能够灵活运用信号处理技术解决复杂多变的工程问题。

作者简介

丁亦农，MathWorks信号处理和通信应用的首席工程师。在2007年加盟MathWorks之前，他曾在德州仪器，思科系统公司和三星移动企业半导体和通信系统公司研究部门担任研究人员/地区经理。在美国，他有超过20个信号处理和无线通信等领域的国际专利。他于1991年在美国罗德岛大学学习控制理论时，开始使用MATLAB。丁亦农拥有电气工程领域的博士，硕士和本科学位。在来美国追求他的研究生学习前，他曾任南京航空航天大学讲师。

目录信息

第1章 Simulink简介1 1.1 什么是Simulink1 1.2 Simulink的工作原理3 1.2.1 动态系统的模拟3 1.2.2 动态系统的仿真7 1.2.3 Simulink求解器9第2章 Simulink的基本知识11 2.1 Simulink的基本操作11 2.1.1 启动Simulink11 2.1.2 打开系统模型12 2.1.3 输入Simulink命令12 2.1.4 保存系统模型14 2.1.5 打印模型框图15 2.1.6 常用鼠标和键盘操作16 2.2 用Simulink建立系统模型16 2.2.1 系统框图17 2.2.2 模块的选择18 2.2.3 模块的连接18 2.2.4 设置模块参数和添加评注19 2.2.5 建立子系统22 2.2.6 条件执行子系统23 2.2.7 使用回调子程序25 2.2.8 模型参照26 2.2.9 Simulink模型工作区26 2.3 Simulink的模块27 2.3.1 Simulink的基本模块27 2.3.2 常用模块子集28 2.3.3 连续时间模块子集32 2.3.4 非连续时间模块子集33 2.3.5 离散模块子集35 2.3.6 逻辑与位操作模块子集37 2.3.7 查表模块子集38 2.3.8 数学运算模块子集44 2.3.9 端口与子系统模块子集46 2.3.10 信号特征模块子集49 2.3.11 信号路径模块子集52 2.3.12 汇集模块子集55 2.3.13 源模块子集55 2.3.14 用户自定义函数模块子集56 2.4 用Simulink进行系统仿真57 2.4.1 Simulink求解器的选择58 2.4.2 仿真性能及精度的改善63第3章 Simulink的扩展——信号处理模块集65 3.1 几个重要概念65 3.1.1 信号65 3.1.2 信号的采样时间65 3.1.3 样本信号65 3.1.4 帧信号68 3.2 信号处理模块集的特征71 3.2.1 帧操作71 3.2.2 矩阵操作72 3.2.3 数据类型支持72 3.2.4 复杂的信号处理操作73 3.2.5 实时代码生成73 3.3 采样速率与帧频率73 3.3.1 采样速率与帧频率的检测73 3.3.2 帧信号Simulink模型中的采样率75 3.4 模块延迟(Delay)与反应时间(Latency)75 3.4.1 模块延时的类型76 3.4.2 模块反应时间76第4章信号的产生81 4.1 离散时间信号81 4.1.1 有关时间与频率的技术术语及定义81 4.1.2 进行离散时间系统仿真时Simulink的设置82 4.1.3 Simulink的其他设置83 4.2 连续时间信号85 4.3 信号的产生85 4.3.1 用常数模块产生信号85 4.3.2 用信号发生器模块产生信号86 4.3.3 用来自工作区信号模块产生信号88 4.3.4 随机信号的产生89第5章信号的滤波91 5.1 滤波器结构及滤波器的特征指标91 5.2 滤波器设计子模块库94 5.2.1 模拟滤波器的设计95 5.2.2 数字滤波器的设计96 5.2.3 使用离散傅里叶变换进行数字滤波97 5.3 自适应滤波器的实现99 5.4 多采样率滤波器的设计实例102 5.4.1 CIC滤波器的设计104 5.4.2 CIC滤波器的分析与量化106 5.4.3 补偿FIR滤波器的设计109 5.4.4 补偿FIR滤波器的量化与分析110 5.4.5 编程可调FIR滤波器的设计113 5.5 用MATLAB滤波器工具箱GUI进行滤波器设计114第6章信号的统计参数与信号估计121 6.1 信号统计参数的估计与显示121 6.1.1 基本工作模式(Basic Operations)122 6.1.2 流水工作模式(Running Operations)122 6.1.3 增容工作模式124 6.2 线性预测125 6.2.1 自相关函数与线性预测系数的关系125 6.2.2 莱文森—德宾(Levinson-Durbin)迭代126 6.3 自回归过程的参数估计129 6.3.1 自回归过程参数的估计方法130 6.3.2 自回归参数的估计模块132 6.4 自回归过程的功率谱密度估计134第7章复杂数字信号处理算法的实现137 7.1 在Simulink中使用自定义模块137 7.1.1 Fcn和MATLAB Fcn模块137 7.1.2 Embedded MATLAB Function模块139 7.2 关于S-函数(S-Function)142 7.2.1 S-函数的特征与类型142 7.2.2 S-函数的工作原理143 7.2.3 S-函数的实现与使用144 7.3 在Simulink中使用C程序146 7.4 再谈内嵌式MATLAB148 7.4.1 内嵌式MATLAB的特征148 7.4.2 内嵌式MATLAB的主要命令149 7.4.3 内嵌式MATLAB的编程实例150第8章信号处理系统的建模与仿真实例153 8.1 在多输入多输出(MIMO)通信接收机中采用逐个干扰相消153 8.1.1 背景知识153 8.1.2 逐个干扰相消的工作原理154 8.1.3 MIMO-OFDM系统模型概述156 8.1.4 信道子系统158 8.1.5 最小均方误差检测子系统162 8.1.6 干扰相消与检测子系统163 8.1.7 系统模拟与仿真163 8.2 滤波器滑变(Morphing) 在音频信号处理中的应用164 8.2.1 数字滤波器结构164 8.2.2 阿玛的罗滑变167 8.2.3 滤波器滑变系统模型概述170 8.2.4 滤波器滑变系统模型的子系统172索引175参考文献178
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读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书拿到手的时候，我就被它厚重的质感和专业的封面设计吸引了。我原本是冲着学习一些基础的数字信号处理概念去的，希望能找到一本既有理论深度又不失工程实践指导的教材。然而，读完前几章后，我发现它似乎更侧重于某些特定领域的深入挖掘，而不是我期待的那种全面覆盖的基础知识梳理。比如，它花了大量的篇幅来介绍一种非常小众的滤波算法的推导过程，虽然数学上很严谨，但对于初学者来说，可能过于晦涩了，感觉像是直接跳过了中间的桥梁，把读者放在了一个需要已有扎实数学功底的起点上。我期待的，是那种能用清晰的图示和循序渐进的例子，将傅里叶变换、Z变换这些核心概念讲得透彻明白的讲解方式，能够真正帮助我建立起从时域到频域的直观理解。可惜的是，这本书在这方面的着墨相对有限，更多的是直接抛出公式，然后要求读者自行去推导和理解。这让我在尝试将理论应用于我自己的项目时，感到步履维艰，总有一种抓不住重点的感觉。

评分☆☆☆☆☆

对于我这种更偏向于应用层面的工程师来说，我更看重的是工具的使用效率和解决实际问题的能力。我希望这本书能多花点时间在如何利用主流软件平台（比如MATLAB或类似的仿真环境）来快速实现和验证算法上。这本书的理论部分虽然详实，但与实际操作的结合点却显得有些薄弱。例如，当它讲解完一个复杂的自适应均衡器设计后，我期望看到一个详细的步骤指南，告诉我如何在软件中搭建这个模型，设置好仿真参数，并观察其收敛性能。这本书中关于仿真和实现的章节，感觉更像是一个简短的附录，信息量很小，很多关键的GUI操作或者代码片段都是一笔带过。这让我不得不去翻阅其他资料来补足这块内容，这无疑降低了这本书作为“一站式学习资源”的价值。如果它能像一本优秀的使用手册那样，提供详尽的截图和操作指南，对于提高学习效率将会有极大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格，非常学术化和严谨，这一点值得肯定，但同时，也造成了阅读上的显著门槛。作者似乎假设读者已经完全掌握了高等数学、线性代数以及概率论的全部知识体系，很多定义和定理的引入都是直接给出的，缺乏必要的背景铺垫和直觉上的解释。例如，当引入随机过程的概念时，对维纳过程的描述过于抽象，没有用一个生动的物理模型或实际的噪声例子来帮助读者建立“这是什么”的概念。我更喜欢那种能通过类比、比喻或者一个清晰的物理模型引入复杂概念的叙述方式，这样即使是面对艰深的数学推导，也能有一个锚点来固定自己的理解。这本书更像是将一份数学论文的结构直接搬了过来，虽然逻辑链条完整，但“人情味”和教学的温度严重不足，读起来感觉像是在啃一块坚硬的冰块，需要极大的毅力和耐心才能消化其中的知识点。

评分☆☆☆☆☆

我原本以为这是一本能够贯穿信号处理各个阶段的综合性教材，从最基础的采样理论到高级的盲源分离技术都能有所涉猎。然而，读起来的感受是，它在某些特定领域用力过猛，而在其他基础但至关重要的环节却显得准备不足。比如，对于现代通信系统中非常核心的信道编码和调制解调技术，这本书几乎没有提及，这让我感到非常意外。在当前的工程实践中，这些内容几乎是不可或缺的组成部分。它似乎将重点放在了纯粹的数字滤波和谱分析上，对更宏观的系统级设计和更前沿的应用方向关注不够。这使得这本书更像是一本深入某个细分领域的“专家手册”，而不是一本能为广泛的信号处理工程师打下坚实通用基础的“入门或进阶教科书”。对于希望全面了解信号处理全貌的读者来说，这本书的覆盖面明显存在短板。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图表质量，说实话，有些令人失望。在涉及复杂的数学公式时，很多地方的字体和符号间距处理得不够精细，导致阅读体验下降了不少，尤其是在处理那些带有上下标和希腊字母的复杂表达式时，常常需要我放慢速度仔细辨认。更关键的是，书中很多图表的质量偏低，分辨率不足，很多曲线的细节在打印出来后变得模糊不清，这对于需要精确观察波形和频谱特性的信号处理学习者来说，是一个不小的障碍。我曾经试图对照书中的图表来理解某个系统的频率响应特性，但因为图示不够清晰，我花费了大量时间去重新仿真和绘制这个图，才能真正弄明白作者想要表达的意思。一本定位在专业参考书级别的作品，在视觉呈现上理应更加精益求精，毕竟良好的视觉辅助是理解抽象概念的有力工具。

评分☆☆☆☆☆

虽然Simulink应用场景实在少的可怜（与labview及一众非图形化仿真工具相比），但丝毫不影响其价值，而且连连看的编程方式貌似相当适合给小孩子做逻辑入门www

评分☆☆☆☆☆