具体描述
《线性系统》简要介绍了线性系统的基本理论和基本结构性质，为读者学习新近发表的与线性系统理论及其应用有关的大量文献提供一个坚实的理论基础。全书共分为9章，内容包括数学基础、系统理论基础、线性动力学系统表达式、线性定常动力学系统表达式、离散时间系统、稳定性、实现和线性定常反馈系统。
《线性系统》可作为高等院校电气与信息专业的研究生教材，也可供相关专业的本科高年级学生及工程技术人员参考。
《线性系统》 本书深入探讨了线性系统的理论基础、建模方法、分析技术以及在工程和科学领域中的应用。我们旨在为读者构建一个清晰、严谨且具有实践指导意义的知识体系，帮助他们理解和掌握线性系统的核心概念。 第一部分：线性系统基础 本部分将首先介绍线性系统的基本定义和特性。我们将从最基本的信号和系统概念入手，解释什么是线性操作，以及线性系统在时间域和频率域上的关键性质，如叠加性、齐次性、因果性、稳定性等。通过深入分析这些基本性质，读者将能够辨识和理解不同类型的线性系统。 信号与系统入门： 介绍连续时间信号、离散时间信号，以及系统作为信号处理单元的概念。 线性与非线性系统： 详细阐述线性系统的核心条件——叠加原理（可加性与齐次性），并对比非线性系统的复杂性。 基本系统性质： 深入解析因果性、稳定性（BIBO稳定性）、时不变性、可逆性等关键性质，并讨论它们对系统行为的影响。 卷积及其意义： 引入卷积运算作为线性时不变系统分析的核心工具，解释其在描述系统响应中的作用，并通过实例展示其计算方法。 第二部分：线性系统建模与表示 在本部分，我们将学习如何用数学模型来描述和表示线性系统。这包括引入差分方程和微分方程来描述离散时间和连续时间系统，以及状态空间方程来提供更全面的系统描述。 差分方程与离散时间系统： 介绍如何使用差分方程来建模离散时间线性系统，包括零输入响应和零状态响应的概念。 微分方程与连续时间系统： 讲解如何用微分方程来描述连续时间线性系统，以及如何求解线性常系数微分方程。 传递函数与频率响应： 引入传递函数作为描述线性时不变系统输入输出关系的拉普拉斯变换或Z变换域的表示方法，并讨论频率响应在分析系统对不同频率信号响应时的重要性。 状态空间方法： 介绍状态空间方程作为一种更通用的系统建模工具，能够同时描述系统的内部状态和外部输入输出关系，尤其适用于多输入多输出（MIMO）系统。我们将讨论状态变量、状态矩阵、输入矩阵、输出矩阵和直接传输矩阵等核心概念。 第三部分：线性系统分析技术 掌握了系统的建模方法后，本部分将重点介绍分析线性系统性能和行为的各种技术。我们将涵盖时域分析、频域分析以及稳定性分析。 时域分析： 学习如何分析系统的瞬态响应（如阶跃响应、脉冲响应）和稳态响应，理解超调量、调节时间、稳态误差等关键性能指标。 频域分析： 深入研究系统的频率响应，包括伯德图、奈奎斯特图等图形工具，用于分析系统的幅频特性和相频特性，判断系统的带宽、截止频率等。 稳定性分析： 详细讨论各种稳定性判据，如劳斯-赫尔维茨判据、根轨迹法等，用于确定系统是否稳定，以及稳定裕度。 根轨迹法： 介绍根轨迹的概念及其绘制方法，分析系统参数变化对系统极点位置的影响，从而预测系统性能的变化。 第四部分：线性系统应用 本部分将展示线性系统理论在各个工程和科学领域的广泛应用，帮助读者理解理论与实践的联系。 控制系统工程： 探讨线性系统在设计和分析反馈控制系统中的作用，如PID控制器设计、观测器设计等。 信号处理： 分析线性系统在滤波、调制、解调等信号处理任务中的应用，如FIR滤波器、IIR滤波器设计。 通信系统： 阐述线性系统在信道建模、均衡、编码等通信过程中的应用。 其他领域： 简要介绍线性系统在机械振动分析、电路分析、经济模型等其他领域的应用。 目标读者： 本书适合所有希望深入理解线性系统概念的读者，包括但不限于： 电子工程、自动化、机械工程、航空航天工程、通信工程等相关专业的本科生和研究生。 从事系统建模、分析和设计工作的工程师和研究人员。 对数学建模和系统理论感兴趣的其他领域的专业人士。 学习本书将使您： 建立扎实的线性系统理论基础。 掌握多种系统建模和表示方法。 熟练运用时域和频域分析技术。 能够运用线性系统理论解决实际工程问题。 我们相信，《线性系统》将成为您探索和理解复杂系统世界的宝贵指南。
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