MATLAB实现的信号与系统分析：零极点图与稳定性

"电子信息类专业本科二、三年级‘信号与系统’课程的补充教材，结合MATLAB进行信号分析与系统仿真实现" 本文主要探讨的是连续系统零极点图及其在信号处理中的应用，特别是在“信号与系统”课程中如何利用MATLAB进行深入理解和实践。在信号与系统分析中，零极点分布对于系统稳定性分析至关重要。当系统函数H(s)的零点和极点在S平面上分布时，系统稳定性的判断标准也随之确定。 11.3.1 零极点分布与系统稳定性 零极点分析是判断连续系统稳定性的有效方法。一个系统被认为是稳定的，如果对于任意有界的输入信号，系统产生的零状态响应也是有界的。这可以通过两个等效条件来表达： - 时域条件：系统冲激响应h(t)绝对可积，即 ∫∞-∞|h(t)|dt<∞。 - 复频域条件：系统函数H(s)的所有极点都位于S平面的左半平面内。 在图11.6所示的连续系统零极点图中，我们可以直观地看出系统稳定性的状态。零点和极点的位置决定了系统动态特性和响应行为，尤其是极点的位置直接影响系统的稳定性。 本书作为电子信息类专业的补充教材，旨在帮助学生利用MATLAB进行信号与系统的学习。书中分为两篇，第一篇介绍了MATLAB的基础功能，包括数值计算、符号运算、图形控制，以及与信号与系统课程相关的常用函数和程序设计方法。第二篇则具体讨论了MATLAB在时域、频域、复频域和Z域的信号与系统分析中的应用，通过实例讲解如何进行计算机模拟和实现。 每章附带的上机练习题旨在提升学生的实践操作能力，使他们能够将理论知识转化为实际应用。这种结合MATLAB的教学方式可以显著提高学生对信号分析方法和理论的理解，同时增强他们在后续专业工作中的实际操作技能。 “信号与系统”课程对于电子信息类专业的学生来说非常重要，因为它的理论和方法广泛应用于通信、数字语音处理、图像处理和数字信号分析等多个领域。传统的教学方式可能限制了学生的实践操作和直观理解，而MATLAB的引入可以提供可视化的结果，帮助学生更直观地看到系统特性和处理过程，从而提高教学质量。