信号与动态测量系统【2025|PDF|Epub|mobi|kindle电子书版本百度云盘下载】

信号与动态测量系统PDF格式电子书版下载

注意：本站所有压缩包均有解压码： 点击下载压缩包解压工具

第1章 概论1

1.1 引言1

1.2 信号的表达、分类及其特征描述3

1.2.1 信号的表达方法3

1.2.2 信号的分类4

1.2.3 信号的特征描述11

1.3 信号失真与动态测量误差16

1.3.1 理想测量系统与信号相似16

1.3.2 信号失真及其描述17

1.3.3 动态测量与动态测量误差18

1.4 测量系统的基本构成、分类及其数学模型20

1.4.1 测量系统的基本功能单元20

1.4.2 测量系统分类21

1.4.3 测量系统的数学模型23

1.5 实际动态测量中的信号25

习题26

第2章 集中参数系统数学建模27

2.1 引言27

2.2 线性集中参数电路系统建模29

2.3 线性集中参数机械系统建模36

2.4 集中参数热力系统建模40

2.5 仿真建模方法44

2.6 微分算子与算子传递函数50

2.7 连续时间系统数学模型表达形式的相互转换53

2.7.1 状态方程模型转化为输入输出方程53

2.7.2 输入输出方程转化为状态方程模型55

2.8 离散时间系统的数学模型与数字仿真58

2.8.1 线性时不变离散时间系统的数学模型58

2.8.2 数字仿真引论61

习题63

第3章 线性（测量）系统分析方法概论69

3.1 测量系统分析的基本任务69

3.2 连续时间系统响应的经典求法69

3.2.1 系统响应与常微分方程解的对应关系69

3.2.2 一阶系统响应求解70

3.2.3 高阶系统响应求解71

3.3 离散时间系统响应的求法73

3.3.1 零输入响应求解73

3.3.2 零状态响应求解74

3.4 线性时不变系统的基本性质74

3.4.1 线性时不变连续时间系统的基本性质74

3.4.2 线性时不变离散时间系统的基本性质76

3.5 线性时不变测量系统的工程分析方法77

习题78

第4章 线性时不变（测量）系统时域分析80

4.1 时域分析的基本信号80

4.1.1 单位阶跃信号80

4.1.2 单位冲激信号81

4.1.3 单位样值信号83

4.2 信号的时域分解84

4.2.1 连续时间信号分解成单位阶跃信号的线性组合84

4.2.2 连续时间信号分解成单位冲激信号的线性组合86

4.2.3 离散时间信号的时域分解87

4.3 线性时不变系统零状态响应的时域求取方法87

4.3.1 单位样值响应与卷积和87

4.3.2 单位冲激响应与卷积积分92

4.3.3 单位阶跃响应与叠加积分96

4.3.4 单位阶跃响应与单位冲激响应的关系96

4.3.5 连续时间系统串、并联组合的单位冲激响应97

4.3.6 离散时间系统串、并联组合的单位样值响应98

4.4 典型一阶（测量）系统的时域响应分析98

4.4.1 典型一阶系统的零输入响应99

4.4.2 典型一阶系统的零状态响应99

4.5 求解单位冲激响应的“δ匹配”方法102

4.6 典型二阶系统的时域响应分析107

4.6.1 典型二阶系统的零输入响应108

4.6.2 典型二阶系统的零状态响应110

4.7 线性时不变系统的时域特性115

4.7.1 时域响应成份辨析115

4.7.2 响应分析举例116

4.7.3 测量系统动态响应特性的时域描述116

4.7.4 典型系统动态测量误差的时域估计119

4.8 信号的相关分析121

4.8.1 信号的相似性与相关函数121

4.8.2 自相关函数124

4.8.3 互相关的计算方法126

习题130

第5章 频域分析方法（傅里叶变换方法）133

5.1 频域分析方法的基本信号133

5.1.1 三角谐波信号133

5.1.2 虚指数谐波信号135

5.2 周期信号的谐波分解——傅里叶级数展开136

5.2.1 三角谐波分解136

5.2.2 虚指数谐波分解137

5.2.3 周期信号的离散频谱139

5.2.4 周期信号频谱的求取143

5.3 非周期信号的谐波分解——傅里叶变换146

5.3.1 时限信号的谐波分解与傅里叶变换147

5.3.2 频谱密度函数及其物理意义149

5.3.3 幅度谱（密度）与相位谱（图）150

5.3.4 非周期信号频谱的特点150

5.4 傅里叶变换的基本性质150

5.4.1 线性性质150

5.4.2 尺度变换性质151

5.4.3 时移性质152

5.4.4 频移性质152

5.4.5 像原互易性质（像原对称性质）153

5.4.6 时域微、积分性质154

5.4.7 卷积定理154

5.4.8 频域微分和积分性质155

5.5 典型信号的频谱（密度）156

5.5.1 门信号（矩形脉冲信号）156

5.5.2 反对称正负矩形脉冲信号157

5.5.3 单边指数信号157

5.5.4 （对称）双边指数信号158

5.5.5 反对称双边指数信号159

5.5.6 对称三角脉冲信号160

5.5.7 反对称锯齿脉冲信号161

5.5.8 对称半正弦（半余弦）信号161

5.5.9 正矢信号（升余弦脉冲信号）162

5.5.10 冲激信号的频谱163

5.5.11 直流信号的频谱163

5.5.12 阶跃信号的频谱163

5.5.13 一般周期信号的频谱密度函数164

5.6 能量谱和功率谱165

5.6.1 周期信号的功率谱165

5.6.2 瞬变信号（能量信号）的能量谱（密度）169

5.6.3 各态历经的平稳随机信号的功率谱（密度）170

5.6.4 能量谱、功率谱（密度）与自相关函数的关系171

5.7 信号的有效频带172

5.7.1 周期信号的有效频带172

5.7.2 时限信号的有效频带176

5.7.3 各态历经的平稳随机信号的有效频带179

5.8 信号频谱的数值计算方法与离散傅里叶变换180

5.8.1 引言180

5.8.2 香农离散采样定理与信号恢复182

5.8.3 周期信号频谱的数值计算与离散傅里叶级数185

5.8.4 非周期信号频谱（密度）的数值计算与离散傅里叶变换188

5.9 动态测量系统的频域响应特性193

5.9.1 线性时不变系统的频响函数194

5.9.2 幅频特性、相频特性及其对称性194

5.9.3 频响函数的物理意义195

5.9.4 频响函数的求取方法及频响特性图绘制196

5.9.5 特殊系统的频响特性201

5.9.6 组合系统的频响特性205

5.10 测量系统的工作频带与工程无失真测量条件207

5.10.1 工作频带的概念与工程无失真测量条件207

5.10.2 工作频带求取209

5.10.3 频域失真及动态失真的频域估计215

习题217

第6章 复频域分析方法（拉普拉斯变换方法）222

6.1 拉普拉斯变换与信号分解222

6.1.1 拉普拉斯变换的信号分解含义222

6.1.2 单边拉普拉斯变换与双边拉普拉斯变换224

6.1.3 拉普拉斯变换的收敛域225

6.1.4 拉普拉斯逆变换的积分路径与信号的复频域分解方案226

6.1.5 拉普拉斯变换与傅里叶变换的关系227

6.2 常用信号的拉普拉斯变换228

6.3 拉普拉斯变换的基本性质228

6.3.1 线性性质228

6.3.2 尺度变换229

6.3.3 时移特性229

6.3.4 频移特性229

6.3.5 时域微分230

6.3.6 时域积分230

6.3.7 复频域微分231

6.3.8 卷积定理231

6.4 拉普拉斯变换的求解方法231

6.4.1 拉普拉斯正变换的计算231

6.4.2 拉普拉斯逆变换的计算232

6.5 利用拉普拉斯变换求解线性时不变系统的时域响应238

6.5.1 求解原理238

6.5.2 求解实例239

6.6 线性时不变系统的传递函数246

6.6.1 传递函数的定义与求法246

6.6.2 传递函数的描述——系统的零、极点分布图248

6.6.3 系统的极点分布与其稳定性249

6.6.4 传递函数与频响函数的关系251

6.6.5 组合系统的传递函数254

习题255

第7章 动态测量系统综合分析259

7.1 高阶系统的分解259

7.2 典型系统分析260

7.2.1 理想放大系统260

7.2.2 典型一阶系统261

7.2.3 典型二阶系统261

7.2.4 理想积分系统265

7.2.5 理想微分系统267

7.2.6 一阶微分系统269

7.2.7 二阶微分系统269

7.3 线性时不变系统串联组合的特性分析271

7.4 系统动态特性实例分析271

7.5 动态失真情况分析281

7.6 动态均方根误差及其求法286

习题293

第8章 离散时间系统分析与数字仿真295

8.1 离散时间系统响应求解296

8.1.1 “递推法”求解单位样值响应296

8.1.2 “余函数法”求解单位样值响应297

8.2 Z变换及其在离散时间系统响应分析方面的应用297

8.2.1 离散时间信号的指数分解与Z变换298

8.2.2 Z变换的收敛域299

8.2.3 Z变换的基本性质300

8.2.4 Z逆变换的求取301

8.3 离散传递函数与离散频响函数305

8.4 数字仿真方法308

8.4.1 时域响应不变法308

8.4.2 反向等效法311

8.4.3 微分方程差分离散化312

8.4.4 双线性变换法314

8.5 离散时间系统的实现方法319

习题321

第9章 动态特性补偿与动态误差修正325

9.1 测量系统的动态特性补偿325

9.1.1 动态特性补偿目标325

9.1.2 模拟补偿方法338

9.1.3 数字补偿方法342

9.2 动态测量误差修正344

习题346

第10章 动态测量系统辨识概论348

10.1 引言348

10.2 谐波激励式系统辨识349

10.3 瞬态激励式系统辨识356

10.3.1 瞬态激励下的频域辨识356

10.3.2 瞬态激励下的时域辨识357

10.4 各态历经平稳随机激励下的系统辨识358

习题359

参考文献361