Algorithm · 频域分析频域分析

频谱图(时频分析)(安全关键实现)

Spectrogram (STFT) — Safety-Critical Implementation

对信号分帧做 FFT 并按时间排列,得到"时间—频率—能量"三维表示。

01

定义

对信号分帧做 FFT 并按时间排列,得到"时间—频率—能量"三维表示。

02

公式与计算

S(t, f) = |STFT{x}(t, f)|² STFT:加窗分帧后逐帧 FFT,帧移 < 窗长
03

适用时机

非平稳信号分析(启停机、冲击事件、鸟鸣、地震事件)。 用于安全关键场景(预警、联锁、自动控制)时须做冗余/表决、看门狗与越限自检,异常输入按失效安全处理。

04

关键参数

窗长(决定时间—频率分辨率权衡)、帧移、窗函数;安全版本关注中间结果一致性校验、看门狗超时与冗余表决,需进行故障注入测试。

05

注意事项

失效与边界窗长越长频率分辨率越高但时间分辨率越低——这是不可回避的权衡。 安全关键实现以失效安全为原则,双通道一致性不一致时应降级或停机,并保留审计日志。
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