Algorithm · 频域分析频域分析

功率谱密度(GPU 并行加速)

Power Spectral Density — GPU Parallel Acceleration

单位频带内的功率,是随机振动与噪声的标准描述,不随分析带宽改变。

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定义

单位频带内的功率,是随机振动与噪声的标准描述,不随分析带宽改变。

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公式与计算

Welch 法:分段、加窗、求周期图后平均 PSD(f) = (1/(f_s·Σw²)) · |X(f)|²(单边谱需 ×2)
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适用时机

随机振动规范(运输、地震)、噪声谱分析、模态识别。 迁移到 GPU(CUDA/OpenCL)时可按站点/时段分块并行,单精度为主、关键环节双精度,吞吐由批大小与内存带宽决定。

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关键参数

段长、重叠率(50%)、窗函数、平均段数;GPU 版本关注批大小、显存占用与 kernel 分支开销,需在 GPU 上复验浮点一致性。

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注意事项

失效与边界明确是单边还是双边谱;平均次数不足会导致方差极大。 GPU 实现适合多站大规模批处理与参数扫描,须与 CPU 参考实现比对误差并固定随机种子保证可复现。
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