畢業(yè)論文——基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究

1、<p><b>　　學(xué) 位 論 文</b></p><p>　　基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p><b>　　指導(dǎo)教師姓名： </b></p><p>　　申請學(xué)位級別： 碩士學(xué)科、專業(yè)名稱： 儀器科學(xué)與技術(shù)</p><p>　　論文提交日期：

2、論文答辯日期:</p><p>　　學(xué)位授予單位： 河北工業(yè)大學(xué)</p><p><b>　　答辯委員會主席：</b></p><p><b>　　評閱人：</b></p><p>　　20XX 年 X 月</p><p>　　河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文</p>

3、;<p>　　基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　測試在產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計中占有重要地位，它是驗證產(chǎn)品性能必不可少的環(huán)節(jié)。測試工作的好壞對產(chǎn)品的設(shè)計周期、研發(fā)費用和產(chǎn)品質(zhì)量等問題有直接的影響。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量新理論、新技術(shù)被應(yīng)用到產(chǎn)品的設(shè)計優(yōu)化過程中，同時這也對測試技術(shù)提出

4、了新的要求和挑戰(zhàn)。</p><p>　　虛擬測試技術(shù)采用設(shè)計前端測試技術(shù)，針對虛擬樣機進(jìn)行仿真測試，是目前國際上最先進(jìn)的測試技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用于電路測試、汽車測試、航空航天測試等各個領(lǐng)域。虛擬測試技術(shù)可以通過對虛擬試驗的數(shù)據(jù)分析來完成相關(guān)的測試過程。</p><p>　　本文在分析了虛擬測試技術(shù)以及虛擬測試?yán)碚摰幕A(chǔ)上，結(jié)合袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)提出了一種基于虛擬樣機的虛擬測試的方法，并以

5、袋式除塵器的工作性能測試為例將整個過程加以展示。本文在基于袋式除塵器虛擬實驗的基礎(chǔ)之上通過對虛擬實驗數(shù)據(jù)的分析研究來完成其工作性能測試。這種測試方法在新產(chǎn)品研發(fā)的測試中，可預(yù)防解決設(shè)計存在缺陷及設(shè)計方案是否合理等問題；在實際應(yīng)用中，可以幫助工作人員找到產(chǎn)品設(shè)備的最佳工作狀態(tài)，提高工作效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：虛擬測試技術(shù)，虛擬樣機技術(shù)，袋式除塵器，工作性能測試</p><p>&

6、lt;b>　　i</b></p><p>　　基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p>　　BASED ON VIRTUAL PROTOTYPE OF</p><p>　　BAGHOUSE WORK PERFORMANCE TESTING TECHNOLOGY AND APPLICATION RESEARCH</p&

7、gt;<p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Test is playing an important role in the product design and optimizes, and it is a validation step in product design work. Test will directly affect the p

8、roduct design cycle, development costs, product quality and other issues. With the development of science and technology, a large number of new theories, new technologies are applied to product design optimization proces

9、s, this also proposed new demands and challenges to the test.</p><p>　　Virtual test technology contains the front-end test technology. It is currently the most advanced testing technique in the virtual proto

10、type simulation test, which is widely used in various areas, such as circuit testing, automotive testing and aerospace testing. Virtual testing technique is used to analyze the data of the virtual test to complete the te

11、st.</p><p>　　On the basis of virtual testing technique and virtual testing theory, combination of the baghouse virtual test system , a method based on virtual prototype virtual test is proposed in this paper

12、. The baghouse work performance test, as the example, show the entire process. The baghouse virtual experiment must be the first. The baghouse work performance testing and evaluation will be tested in accordance with the

13、 experimental data. This test method in the testing of new product development, can pr</p><p>　　KEY WORDS: virtual test technology, virtual prototype technology, baghouse, work performance test</p>&l

14、t;p><b>　　ii</b></p><p>　　河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘 要i</b></p><p>　　ABSTRACTii</p><p><b>

15、　　目錄iii</b></p><p><b>　　符號說明v</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　§1-1 課題研究背景及意義1</p><p>　　1-1-1 課題研究背景1</p><p>　　

16、1-1-2 課題研究意義3</p><p>　　§1-2 虛擬測試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀3</p><p>　　§1-3 虛擬測試技術(shù)在袋式除塵器上的發(fā)展?fàn)顩r5</p><p>　　§1-4 本文的主要研究內(nèi)容6</p><p>　　第二章 虛擬測試技術(shù)研究7</p><p>　　

17、67;2-1 虛擬測試技術(shù)概念辨析7</p><p>　　§2-2 虛擬測試技術(shù)的原理及其理論模型8</p><p>　　2-2-1 虛擬測試技術(shù)的原理8</p><p>　　2-2-2 虛擬測試技術(shù)的理論模型9</p><p>　　§2-3 虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)過程及實施步驟10</p><p

18、>　　2-3-1 虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)過程10</p><p>　　2-3-2 虛擬測試系統(tǒng)的實施步驟11</p><p>　　§2-4 袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)功能模塊及總體體系劃分11</p><p>　　2-4-1 袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)功能模塊劃分11</p><p>　　2-4-2 袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)體系劃分

19、12</p><p>　　§2-5 本章小結(jié)13</p><p>　　第三章 基于虛擬樣機的袋式除塵器虛擬測試技術(shù)研究14</p><p>　　§3-1 虛擬測試技術(shù)的實現(xiàn)技術(shù)14</p><p>　　§3-2 袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)的關(guān)鍵實現(xiàn)技術(shù)15</p><p>　　3-2

20、-1 虛擬測試中的虛擬樣機技術(shù)15</p><p>　　3-2-2 虛擬測試中的虛擬儀器技術(shù)17</p><p>　　3-2-3 虛擬測試中的數(shù)據(jù)庫技術(shù)18</p><p>　　§3-3 袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)方案研究19</p><p>　　§3-4 袋式除塵器虛擬測試平臺選擇19</p><

21、;p>　　§3-5 本章小結(jié)20</p><p>　　第四章 基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能虛擬測試技術(shù)的研究21</p><p><b>　　iii</b></p><p>　　基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p>　　§4-1 袋式除塵器工作性能虛擬測試系

22、統(tǒng)設(shè)計思想21</p><p>　　§4-2 袋式除塵器工作性能分析21</p><p>　　4-2-1 袋式除塵器分風(fēng)性能測試分析22</p><p>　　4-2-2 袋式除塵器過濾性能測試分析24</p><p>　　4-2-3 袋式除塵器清灰性能測試分析26</p><p>　　§4

23、-3 袋式除塵器工作性能虛擬測試系統(tǒng)總體框架設(shè)計27</p><p>　　§4-4 袋式除塵器虛擬樣機的建立28</p><p>　　4-4-1.袋式除塵器整機虛擬樣機建立28</p><p>　　4-4-2.袋式除塵器袋室虛擬樣機建立30</p><p>　　4-4-3.袋式除塵器濾袋模型建立32</p>

24、<p>　　§4-5 袋式除塵器工作性能仿真實驗33</p><p>　　§4-6 袋式除塵器工作性能評價36</p><p>　　4-6-1 袋式除塵器工作性能評價方案設(shè)計36</p><p>　　4-6-2 袋式除塵器分風(fēng)性能評價方法36</p><p>　　4-6-3 袋式除塵器過濾性能評價方法4

25、0</p><p>　　4-6-4 袋式除塵器清灰性能評價方法46</p><p>　　4-6-5 數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建及曲線擬合47</p><p>　　§4-7 本章小結(jié)51</p><p>　　第五章 基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能虛擬測試技術(shù)的應(yīng)用實例52</p><p>　　§5-1 分

26、風(fēng)性能測試模塊介紹52</p><p>　　5-1-1 界面設(shè)置52</p><p>　　5-1-2 Gambit 建模和 Fluent 數(shù)值模擬計算54</p><p>　　5-1-3 分風(fēng)性能測試54</p><p>　　§5-2 過濾性能測試模塊介紹61</p><p>　　§5-3

27、 清灰性能測試模塊介紹65</p><p>　　§5-4 本章小結(jié)69</p><p>　　第六章 結(jié)論與展望70</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)71</b></p><p><b>　　致謝74</b></p><p>　　攻讀學(xué)位期間所取得的相關(guān)

28、科研成果75</p><p><b>　　iv</b></p><p>　　河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文</p><p><b>　　符號說明</b></p><p>　　VTS——Virtual Test System，虛擬測試系統(tǒng)。</p><p>　　VR——Virtua

29、l Reality，虛擬現(xiàn)實。</p><p>　　CFD——Computer Fluid Dynamic ，計算流體力學(xué)。</p><p>　　CAE——Computer Aided Engineering，計算機輔助工程。</p><p>　　APDL——Parametric Design Language，ANSYS 參數(shù)化設(shè)計語言。</p>&

30、lt;p>　　VI——Virtual Instrument，虛擬儀器。</p><p>　　VP——Virtual Prototype，虛擬樣機。</p><p>　　NI——National Instruments，美國國家儀器。</p><p>　　CSD——計算結(jié)構(gòu)動力學(xué)。</p><p><b>　　v</b&g

31、t;</p><p>　　河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　§1-1 課題研究背景及意義</p><p>　　1-1-1 課題研究背景</p><p>　　測試環(huán)節(jié)是產(chǎn)品設(shè)計都需要經(jīng)歷的環(huán)節(jié)。它是一門技術(shù)基礎(chǔ)工作而且某種意義上

32、講是一門“軟技術(shù)”。測試技術(shù)對產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)有著重要的意義，它們生死相依。測試工作在產(chǎn)品研制中提供了精確可靠的測試數(shù)據(jù)，而這些可靠的測試數(shù)據(jù)可以保證各種部件的可靠性，也能驗證產(chǎn)品設(shè)計最佳化的程度及是否達(dá)到設(shè)計技術(shù)指標(biāo)。測試環(huán)節(jié)直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量的真實性，產(chǎn)品的研制周期、成本和經(jīng)濟(jì)效果。測試工作在產(chǎn)品生產(chǎn)中起著重要作用，它貫穿產(chǎn)品制造的全過程。按規(guī)定的測試方法和測試手段對測試原材料、半成品到成品質(zhì)量進(jìn)行定量分析，用具體的技術(shù)指標(biāo)來衡量它

33、們質(zhì)量的優(yōu)劣。經(jīng)過一系列的測試工作之后，設(shè)計人員會得到大量的、精確的數(shù)據(jù)，然后經(jīng)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、分析就可以驗證產(chǎn)品的質(zhì)量是否達(dá)到了技術(shù)指標(biāo)的要求，式設(shè)計人員對這個產(chǎn)品的設(shè)計有了一個清楚的認(rèn)識。因此測試技術(shù)是一個非常重要的技術(shù)，與產(chǎn)品質(zhì)量的檢測有著密切的關(guān)系，也是監(jiān)督與檢驗產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。</p><p>　　測試的作用可歸納如下：</p><p>　?。?）在產(chǎn)品設(shè)計階段，測試可

34、提供準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)，來判斷設(shè)計方案的合理性、正確性和最佳化；（2）在產(chǎn)品試制階段，樣機水平也要通過測試才能得出結(jié)論，是樣機試制中的必經(jīng)之途，為產(chǎn)品</p><p>　　的鑒定提供了準(zhǔn)確可靠的數(shù)據(jù)；</p><p>　?。?）在產(chǎn)品生產(chǎn)中，測試工作可以判別零部件的質(zhì)量，確定產(chǎn)品的技術(shù)性能與可靠性，從而為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品鋪平道路，提高經(jīng)濟(jì)效益[01]。</p><p>　　圖

35、1.1 為產(chǎn)品設(shè)計模式的發(fā)展框圖。</p><p>　　由圖 1.1 中前兩個階段可以看出：在傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā)過程中，產(chǎn)品的性能測試往往是在物理樣機上進(jìn)行的，這個物理樣機是在研發(fā)人員完成設(shè)計后制造出的一個能實現(xiàn)產(chǎn)品功能或真實再現(xiàn)產(chǎn)品外觀的樣機。設(shè)計人員會對這個物理樣機進(jìn)行實驗以檢驗各部件和整機的設(shè)計性能和外觀效果等，但是這些實驗有時是具有破壞性的。當(dāng)這個物理樣機通過實驗后被發(fā)現(xiàn)有設(shè)計缺陷的時候，設(shè)計人員就須要在設(shè)計

36、階段修改物理樣機并再次進(jìn)行實驗。這種產(chǎn)品性能測試手段往往會在物理樣機的制造環(huán)節(jié)消耗掉大量的費用，而且會使產(chǎn)品研發(fā)周期延長。</p><p>　　1.1 后兩個階段是基于虛擬樣機的產(chǎn)品性能測試。產(chǎn)品設(shè)計人員可以在制造物理樣機之前先構(gòu)建虛擬樣機并在產(chǎn)品設(shè)計初期對虛擬樣機進(jìn)行產(chǎn)品性能測試（外觀、功能、性能、成本、制造工藝性、可靠性、制造周期等性能指標(biāo)），直到符合產(chǎn)品性能測試的指標(biāo)后，再將其投入生產(chǎn)。</p>

37、<p>　　因為基于虛擬樣機的虛擬測試可以很好的解決物理樣機測試的問題，所以把虛擬測試技術(shù)應(yīng)用到像袋式除塵器這樣的龐然大物的產(chǎn)品中去是很有必要性并且很有研究價值。</p><p><b>　　1</b></p><p>　　基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p>　　需求分析 需求分析

38、 需求分析 需求分析</p><p>　　圖 1.1 產(chǎn)品設(shè)計模式的發(fā)展</p><p>　　Fig. 1.1 The evolution of the product design process model</p><p>　　目前我國的消耗能源仍然是以煤炭為主，它的消耗量占總能源消耗的四分之三左右；2005 年到 2008</

39、p><p>　　年我國煤炭消耗量呈逐年增加的趨勢，2005 年消耗煤炭量 22.4 億噸，2006 年為 24.6 億噸，2007 年是</p><p>　　26.5 億噸，2008 年上升到 28.5 億噸。隨之帶來工業(yè)廢氣排放總量的不斷增加，為控制污染物排放總量，國家和地方制定的大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)也將逐步提高[02]。</p><p>　　中國經(jīng)濟(jì)在飛速發(fā)展的同時，

40、國家對環(huán)境保護(hù)的重視程度也逐漸提升，環(huán)境保護(hù)法也越來越嚴(yán)格，所以國家對除塵技術(shù)的要求也越來越高。目前，我國的除塵技術(shù)主要包括靜電除塵和袋式除塵，但是靜電除塵在某些因素的影響下很難達(dá)到國家關(guān)于最新污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，而袋式除塵器的除塵效果相對靜電除塵來說要好很多，比如在控制煙塵排放總量、控制粉塵細(xì)微顆粒的排放方面有很大提高，所以袋式除塵將是未來除塵產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個總趨勢。在電力、熱力的生產(chǎn)供應(yīng)業(yè)袋式除塵器對煙氣排放的控制已經(jīng)取得了很好的效

41、果。目前，在國際、國內(nèi)應(yīng)用最廣泛的一種高效清灰袋式除塵器是脈沖袋式除塵器，已廣泛應(yīng)用于水泥、鋼鐵與有色冶金、電力、垃圾焚燒等行業(yè)。袋式除塵器的處理氣體處理能力強、凈化效果好、工作的可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單以及維修簡單等都是它的優(yōu)點。袋式除塵器采用了先進(jìn)的清灰技術(shù)，對于捕集細(xì)小而干燥的非纖維性粉塵特別適用。近年來國家實施節(jié)能減排，要求生產(chǎn)設(shè)備盡量具有高效率、大容量、大型化等特點，所以袋式除塵器也被要求具有以上特點來適應(yīng)大型鍋爐機組以及水泥爐窯等

42、設(shè)備的煙氣凈化需求。由于袋式除塵設(shè)備的大型化，所以單臺除塵器處理的煙氣量越來越大，必然對其工作</p><p>　　但是對于像袋式除塵器這樣的大型產(chǎn)品每一臺都進(jìn)行工作性能測試既費財又費力，本課題把虛擬測試技術(shù)引入到產(chǎn)品設(shè)計階段，研究在工業(yè)裝備設(shè)計階段中對產(chǎn)品進(jìn)行控制、優(yōu)化、評估，具有實踐意義和理論研究價值。</p><p><b>　　2</b></p>

43、<p>　　河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文</p><p>　　1-1-2 課題研究意義</p><p>　　圖 1.2.1 袋式除塵器近觀圖圖 1.2.2 袋式除塵器遠(yuǎn)觀圖</p><p>　　圖 1.2 袋式除塵器外觀圖</p><p>　　Fig. 1.2 The appearance of pulse baghouse fig

44、ure</p><p>　　袋式除塵器有以下特點：（1）體積龐大；（2）生產(chǎn)成本較高；（3）由于其外面的支撐部分全部由鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)成，重量可達(dá)十幾甚至幾十萬噸?；谒陨线@些特點，在袋式除塵器設(shè)計的初級階段就應(yīng)該保證其有較高工作性能。但是，設(shè)計人員不可能每設(shè)計出一個除塵器機型，就對應(yīng)生產(chǎn)一臺除塵器樣機進(jìn)行各種與性能測試有關(guān)的物理實驗。采用這樣的方法不僅損失大量的人力、物力、財力，還費時費力、程度復(fù)雜。本課題針對這一問

45、題提出把虛擬測試技術(shù)引入到袋式除塵器的產(chǎn)品設(shè)計階段，研究基于虛擬樣機技術(shù)的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)，通過對虛擬樣機進(jìn)行測試來檢驗設(shè)計中存在的問題，保證了各種部件的可靠性，驗證了產(chǎn)品設(shè)計是否達(dá)到最佳化，是否達(dá)到了工作指標(biāo)的要求并通過分析測試過程探索修改的方法。這對于啟迪設(shè)計創(chuàng)新，改進(jìn)設(shè)計質(zhì)量，縮短開發(fā)周期，降低產(chǎn)品成本，具有重要意義。</p><p>　　§1-2 虛擬測試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀</p&g

46、t;<p>　　虛擬測試就是在可視化、虛擬化、集成化的計算機和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，根據(jù)測試要求和流程，建立數(shù)字化模型，部分或全部代替實物模型，通過軟件實現(xiàn)產(chǎn)品功能和性能測試的全部或部分功能[03]。</p><p>　　虛擬測試技術(shù)是應(yīng)用虛擬樣機技術(shù)、仿真建模技術(shù)、傳感器技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等進(jìn)行產(chǎn)品功能和性能測試的綜合應(yīng)用技術(shù)，是仿真測試技術(shù)的延伸和發(fā)展，虛擬測試特別強調(diào)人機交互和通真效果[03]。虛擬試飛

47、、虛擬打靶、虛擬航行、虛擬操作、虛擬維修等都會用到虛擬測試技術(shù)，而且這些情況都有實驗人員參與，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的主要特征（交互性、沉浸感、想象力等）在這些實驗中充分體現(xiàn)出來。在又安全又經(jīng)濟(jì)的情況下，操作人員能切身感受真實的試驗環(huán)境，很好的完成了產(chǎn)品操作，而且對產(chǎn)品性能進(jìn)行了綜合測試。</p><p>　　應(yīng)用虛擬測試技術(shù)可以使實驗人員節(jié)省大量的人力、物力，和實物測試相比，它更具有實物測試所不具備的集成化、精確化、智能

48、化。</p><p>　　虛擬測試系統(tǒng) VTS (Virtual Test System)最先由美國空軍萊特實驗室制造技術(shù)處資助，提出了 ATE （Automatic Test Equipment）和 UUT(Unit Under Test)開發(fā)、仿真的方法，并開發(fā)了相應(yīng)的軟件工具[04]。美國海軍為了開發(fā)下一代標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)彈自動測試設(shè)備，開發(fā)了基于 AI-64 結(jié)構(gòu)雙 CPU 的仿真系統(tǒng)；其中， ATE 仿真系統(tǒng)運行

49、于 Windows NT， UUT 仿真系統(tǒng)運行于 HP UNIX[05]。德國埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)計</p><p>　　算機輔助電路設(shè)計學(xué)院開發(fā)了基于 SPACE (SZ‘s programming and ATE controlling environment)的虛擬測</p><p><b>　　3</b></p><p>　　基于虛擬

50、樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p>　　試系統(tǒng)， ATE 和 UUT 模型運行在多個并行 UNIX 處理器上[06]。</p><p>　　隨著計算機軟硬件技術(shù)的發(fā)展，近年來虛擬測試技術(shù)在國內(nèi)外航天領(lǐng)域的應(yīng)用逐步居多，航天器試驗與測試曾經(jīng)以硬件為主，但是隨著虛擬測試技術(shù)的發(fā)展它也在向主要依靠軟件技術(shù)來實現(xiàn)的趨勢轉(zhuǎn)變，從而引發(fā)了航天器研制方法及流程的改進(jìn)。目前，在建模

51、、仿真及可視化等虛擬技術(shù)的支持下，能夠?qū)崿F(xiàn)各種層面上的虛擬航天器，例如可以建立航天器的幾何虛擬樣機，進(jìn)行數(shù)字化模裝分析，完全替代了以前的實物模裝；同時還可以通過建立光、機、熱的專業(yè)模型來構(gòu)建航天器的結(jié)構(gòu)虛擬樣機、熱控虛擬樣機等，以對所設(shè)計的產(chǎn)品進(jìn)行仿真分析，預(yù)示產(chǎn)品性能，檢驗設(shè)計結(jié)果，部分取代了相應(yīng)的實物試驗[07]。虛擬航天器的出現(xiàn)，能夠?qū)⒀兄屏鞒痰尿炞C基線提前，使設(shè)計與驗證并行，在設(shè)計完成后就可以對系統(tǒng)進(jìn)行早期集成以及虛擬試驗、測試

52、[08]。</p><p>　　目前國內(nèi)外文獻(xiàn)資料上關(guān)于虛擬測試技術(shù)的闡述主要有三種：一種是指基于虛擬儀器的虛擬測試技術(shù)，另一種是指基于虛擬現(xiàn)實 VR（Virtual Reality）的虛擬測試技術(shù)，第三種是基于軟件仿真的虛擬測試技術(shù)。前兩種方法在國內(nèi)的研究比較多，而國外的文獻(xiàn)上所指的虛擬測試一般都是指第三種方法即對</p><p>　　電子元器件尤其是集成電路（IC）芯片的早期開發(fā)階段就

53、進(jìn)行測試。設(shè)計者通過借助于虛擬測試技術(shù)在第一塊 IC 芯片被生產(chǎn)出來之前會根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格和要求對其進(jìn)行虛擬測試從而減少了產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低開發(fā)成本以及可以盡早發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品電路設(shè)計中的錯誤。虛擬測試可以對整個測試環(huán)境進(jìn)行仿真，包括物理測試儀器、測試程序、被測器件(DUT)和器件接口板(DIB)[09]。</p><p>　　圖 1.3 基于虛擬儀器的新型汽車電子測試平臺[10]</p><p>

54、;　　Fig. 1.3 New automotive electronics test platform based on virtual instrument</p><p>　　邢詠紅[10]介紹了一種基于虛擬儀器的測試平臺，可以極大地方便汽車電子產(chǎn)品的測試,如圖 1.3 所示。ChristophWagner, Sergio Armenta[11],等人開發(fā)了一種基于虛擬儀器的虛擬測試系統(tǒng),這個系統(tǒng)用 Lab

55、VIEW 軟件編程，可以應(yīng)用于任何分析任務(wù)而不用改變程序編碼。Andrea F. Abate, Mariano Guida[12]</p><p>　　等人開發(fā)了一種針對航空航天工業(yè)的虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的開發(fā)利用了基于虛擬現(xiàn)實的測試技術(shù)，使學(xué)員能有身臨其境的感覺，如圖 1.4 所示。Jangyeol Yoon, Wanki Cho[13] 等人通過運用虛擬測試技術(shù)設(shè)計和演示了一種改善車輛穩(wěn)定性并且防止車輛側(cè)翻的

56、系統(tǒng)。Manoj Karkee, Brian L. Steward[14] 等人開發(fā)了一種基于虛擬樣機越野車的仿真和結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)體系提供了一個環(huán)境來測試車輛系統(tǒng)在實時的虛擬樣機和機會測試新開發(fā)的控制器軟件和硬件的功能。Shireen Vali, Rani Pallavi[15] 等人利用虛擬測試技術(shù)定量分析了提高 Hsp90 ATPase 活性的影響，其中包括一個熱休克蛋白 90 與擴(kuò)散途徑涉及的客戶交</p>&l

57、t;p><b>　　4</b></p><p>　　河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文</p><p>　　互的動態(tài)模型 Hsp90 的 ATP 酶活性的影響。這項研究強調(diào)了癌細(xì)胞中增加 Hsp90 的 ATP 酶作為增加增殖和生存的關(guān)鍵調(diào)制器的重要性。Anuja Sehgal, Vikram Iyengar[16]等人針對利用高頻率自動測試設(shè)備的渠道驅(qū)動較慢的掃描連從而

58、導(dǎo)致資源未充分利用，并導(dǎo)致片上系統(tǒng)測試時間過長這一問題，提出了虛擬測試訪問構(gòu)架，從而解決了這一問題。</p><p>　　圖 1.4 基于虛擬現(xiàn)實的虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)[12]</p><p>　　Fig. 1.4 Virtual training system based on virtual reality</p><p>　　袋式除塵器領(lǐng)域的虛擬測試技術(shù)，還處在一個初

59、級階段，不論是國內(nèi)還是國外，很少有可以運用于工程實踐的成熟產(chǎn)品。</p><p>　　§1-3 虛擬測試技術(shù)在袋式除塵器上的發(fā)展?fàn)顩r</p><p>　　目前虛擬測試技術(shù)在袋式除塵器上的應(yīng)用還處于初級階段，并沒有形成一個系統(tǒng)的理論。而國內(nèi)外文獻(xiàn)中對袋式除塵器的性能分析主要是對流場性能和結(jié)構(gòu)性能的分析。對流場的分析主要是利用</p><p>　　CFD(Co

60、mputer Fluid Dynamic)軟件對流場進(jìn)行數(shù)值模擬；對結(jié)構(gòu)性能的分析主要是利用 CAE(Computer Aided Engineering)軟件分析其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。</p><p>　　M.A. Nazarbolandl[17]利用 CFD 軟件模擬了不同形狀的顆粒在機織布中的沉積規(guī)律；Niels F.nielsen[18] 提出電除塵器氣流分布的數(shù)值模型，并模擬了安裝在電除塵器進(jìn)出口的氣流分布板對

61、流場的影響； Arthur G.Hein[19]對除塵器斜向氣流技術(shù)進(jìn)行了模擬研究。</p><p>　　趙友軍[20]通過對 16 條φl00x1000mm 小型袋式除塵器模型冷態(tài)試驗，并將流場測試結(jié)果與模擬結(jié)果對比，驗證了采用 CFD 模擬袋式除塵器的可行性；鄧曉飛、沈恒根[21]對電袋除塵器局部進(jìn)行數(shù)值模擬得出，濾袋袋形和袋間距對除塵器空間流場分布有影響，并通過改變袋間距分析最佳袋間距的設(shè)計等問題。<

62、/p><p>　　Kavouras A，Kralnme G[22]建立粉塵齡、粉塵厚度以及脈沖氣流在粉塵中的速度構(gòu)成的粉塵分布模型并由此提出對于清灰過程的優(yōu)化設(shè)計理論；Woo S K， lee KS[23]通過實驗研究了濾袋透氣強度在清灰</p><p>　　過程中的作用，定性的比較了透氣強度對清灰效率的影響，認(rèn)為透氣強度與過濾效率成反比。</p><p>　　胡春艷[

63、24]等闡述了建立電除塵器參數(shù)化模型的意義,介紹了 ANSYS 參數(shù)化設(shè)計語言 APDL(ANSYS Parametric Design Language)、ANSYS 命令流及電除塵器的結(jié)構(gòu)特點,并討論了電除塵器參數(shù)化建模的方法及參數(shù)化建模中的布爾運算，最后以電除塵器一側(cè)梁實例體現(xiàn)了參數(shù)化設(shè)計的優(yōu)越性。</p><p>　　王鶴翔[25]等運用 ANSYS 軟件對一種現(xiàn)有的袋式除塵器閥片進(jìn)行力學(xué)分析,并對其結(jié)構(gòu)

64、進(jìn)行優(yōu)化以減少其局部應(yīng)力并增加其使用時間。</p><p>　　譚志洪,張祖輝,王作杰,劉麗冰[26]根據(jù)袋式除塵器的鋼結(jié)構(gòu)主要部件—底梁的結(jié)構(gòu)特點，針對其強度</p><p><b>　　5</b></p><p>　　基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p>　　校核、結(jié)構(gòu)優(yōu)化等問題，采用有

65、限元分析軟件 ANSYS 的參數(shù)化設(shè)計語言 APDL(ANSYS Parametric Design Language) 建立整體模型，對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，結(jié)果表明：底梁上其他的承載結(jié)構(gòu)，對底梁有明</p><p>　　顯的加強作用，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行整體的建模分析，更符合工程實際，同時也可以獲得更準(zhǔn)確的設(shè)計計算方案；以此為依據(jù)，進(jìn)行了以重量為目標(biāo)函數(shù)的評估和優(yōu)化，在保證結(jié)構(gòu)具有足夠強度和剛度的前提下，實現(xiàn)了底梁鋼耗的較大

66、幅度降低。</p><p>　　§1-4 本文的主要研究內(nèi)容</p><p>　　虛擬測試技術(shù)采用設(shè)計前端測試技術(shù)，針對虛擬樣機進(jìn)行仿真測試，是目前國際上最先進(jìn)的測試技術(shù)，被廣泛的應(yīng)用于電路測試、汽車測試、航空航天測試等各個領(lǐng)域。虛擬測試技術(shù)可以通過對虛擬試驗的數(shù)據(jù)分析，完成相關(guān)的測試過程。</p><p>　　本文正是通過虛擬測試技術(shù)完成對袋室除塵器工作

67、性能的測試，以袋式除塵器 CFD 工作性能測試</p><p>　　為實例，來驗證對袋式除塵器進(jìn)行虛擬測試的可行性。在基于 CFD 的袋式除塵器虛擬樣機的基礎(chǔ)之上，</p><p>　　首先進(jìn)行單個參數(shù)變化的虛擬試驗，然后完成相關(guān)的袋式除塵器工作性能測試，給設(shè)計者或者使用者一</p><p>　　個科學(xué)、合理的測試結(jié)果。</p><p>&l

68、t;b>　　章節(jié)內(nèi)容安排如下：</b></p><p>　　第一章簡要介紹了課題研究的背景、目的和意義以及所虛擬測試技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。</p><p>　　第二章闡述了虛擬測試的概念、虛擬測試技術(shù)的原理及理論模型和虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)過程及實施步</p><p>　　驟，最后簡單介紹了袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)。</p><

69、p>　　第三章首先介紹了虛擬測試技術(shù)的實現(xiàn)技術(shù)和袋式除塵器虛擬測試實現(xiàn)技術(shù)，其次介紹了袋式除塵器</p><p>　　虛擬測試技術(shù)方案，最后介紹了袋式除塵器虛擬測試平臺選擇。</p><p>　　第四章首先介紹了袋式除塵器工作性能虛擬測試系統(tǒng)的設(shè)計思想；其次對袋式除塵器工作性能測試進(jìn)</p><p>　　行詳細(xì)分析；之后簡單的介紹了袋式除塵器工作性能虛擬測

70、試的框架結(jié)構(gòu)為下一步虛擬測試</p><p>　　系統(tǒng)的實現(xiàn)做鋪墊；在本章第四小節(jié)當(dāng)中對袋式除塵器虛擬樣機的建立及其參數(shù)化建模進(jìn)行</p><p>　　了簡單的介紹；袋式除塵器工作性能仿真測試在第五小節(jié)當(dāng)中作了簡要的說明；在本章第六</p><p>　　小節(jié)當(dāng)中詳細(xì)介紹了袋式除塵器工作性能評價方法；在本小節(jié)的最后針對數(shù)據(jù)庫的建立及曲</p><p

71、>　　線擬合方法又作了詳細(xì)介紹。</p><p>　　第五章面向典型袋式除塵器，構(gòu)建了虛擬樣機測試系統(tǒng)。實現(xiàn)袋式除塵器工作性能虛擬測試，以及對</p><p>　　該系統(tǒng)的分風(fēng)性能測試模塊、過濾性能測試模塊以及清灰性能測試模塊分別用實例來說明其</p><p><b>　　使用方法。</b></p><p>　　

72、第六章總結(jié)與展望，對全文工作進(jìn)行了總結(jié)并且指出了主要的工作內(nèi)容，最后對進(jìn)一步的工作進(jìn)行了</p><p><b>　　展望。</b></p><p><b>　　6</b></p><p>　　河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文</p><p>　　第二章 虛擬測試技術(shù)研究</p><p

73、>　　§2-1 虛擬測試技術(shù)概念辨析</p><p>　　虛擬測試（Virtual Test/Virtual Testing/VTest）就是在可視化虛擬化集成化的計算機和(或)環(huán)境下根據(jù)測試要求和流程，建立數(shù)字化模型，部分或全部代替實物模型，通過軟件實現(xiàn)產(chǎn)品功能和性能測試的全部或部分功能[03]。圖 2.1 為虛擬測試技術(shù)的測試方法。</p><p>　　圖 2.1 虛擬

74、測試技術(shù)的測試方法</p><p>　　Fig. 2.1 Test methods for virtual testing technology</p><p>　　虛擬測試技術(shù)是應(yīng)用虛擬樣機技術(shù)、仿真建模技術(shù)、傳感器技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等進(jìn)行產(chǎn)品功能和性能測試的綜合應(yīng)用技術(shù)，是仿真測試技術(shù)的延伸和發(fā)展[03]。其支撐技術(shù)包括三維人機交互技術(shù)、虛擬環(huán)境生成技術(shù)、測試信息建模技術(shù)、動態(tài)數(shù)據(jù)庫技

75、術(shù)、虛擬測試中的信息融合與決策分析技術(shù)、虛擬測試過程的預(yù)測、仿真和控制技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)、虛擬測試系統(tǒng)性能評價技術(shù)等[27]。</p><p>　　郭天太，周曉軍，朱根興于 2003 年在文獻(xiàn)[28]中對“虛擬測試”這一概念作了比較系統(tǒng)的說明：近年來，國內(nèi)外有許多關(guān)于虛擬測試（Virtual Test/Virtual Testing）的報道，但是這些文獻(xiàn)所指的虛擬測試技術(shù)的含義卻很不相同。其中絕大部分文獻(xiàn)資料上所

76、說的“虛擬測試技術(shù)”是指利用虛擬儀器技術(shù)來進(jìn)行測試工作，一部分文獻(xiàn)資料上所說的“虛擬測試技術(shù)”是指借助于虛擬現(xiàn)實技術(shù)來進(jìn)行工程測試，而國外文獻(xiàn)上所說的“虛擬測試”一般都指的是通過軟件仿真的方法來對電子元器件尤其是集成電路(CI)芯片在早期開發(fā)階段就進(jìn)行測試[29]。該文獻(xiàn)將其按性質(zhì)分為三類: 基于虛擬儀器的虛擬測試技術(shù)、基于虛擬現(xiàn)實的虛擬測試技術(shù)、基于軟件仿真的虛擬測試技術(shù)[29]。</p><p>　　1.基于

77、虛擬儀器的虛擬測試技術(shù)</p><p>　　虛擬測試技術(shù)在國內(nèi)大部分的文獻(xiàn)資料上被稱為虛擬測試技術(shù)，即利用虛擬測試技術(shù)對產(chǎn)品進(jìn)行測</p><p>　　試工作，而在國外虛擬測試技術(shù)被稱為虛擬儀器（Virtual Instrument，簡稱 VI）。</p><p>　　虛擬儀器主要包括應(yīng)用軟件資源和儀器硬件資源以及通用的電腦資源等。</p><p

78、>　　應(yīng)用軟件：它對電腦資源和儀器硬件資源起到連接的作用，即它就像一個橋梁。應(yīng)用軟件采用人性化的界面來對電腦進(jìn)行操作，完成對測試信息的分析、處理等功能。</p><p>　　儀器硬件：它主要包括傳感器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器等，主要用來解決信號的采集調(diào)理、轉(zhuǎn)換以及輸入和輸出的問題。</p><p>　　通用的電腦資源：主要用于對硬件的控制和實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析、處理等功能。2.基于虛擬現(xiàn)實的虛擬測試

79、技術(shù)</p><p><b>　　7</b></p><p>　　基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p>　　基于虛擬現(xiàn)實的虛擬測試技術(shù)在部分國內(nèi)外文獻(xiàn)上是指借助于虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality/VR）實現(xiàn)工程測試的虛擬測試技術(shù)。</p><p>　　虛擬現(xiàn)實是一種計算機系統(tǒng)，在

80、這個系統(tǒng)里它可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界。虛擬世界（虛擬環(huán)境）是指使實驗者體驗到真實感的三維圖形。虛擬世界既可以是現(xiàn)實生活中的世界的再現(xiàn)又可以是設(shè)計人員構(gòu)想的虛擬世界。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新的交互媒體，可以使操作者產(chǎn)生身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)具有多種輸出形式，像圖形、聲音、文字等，可以讓操作者借助一些特定的設(shè)備可以通過視覺、聽覺</p><p>　　和觸覺等與之自然交互。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)還具有以下能力：（1）處理多種輸

81、入設(shè)備的能力；（2）碰撞檢測；</p><p>　?。?）實時交互；（4）視點控制；（5）復(fù)雜行為建模。</p><p>　　虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)有兩種分類方法：（1）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)根據(jù)基于 VR 的虛擬測試系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可將其分為兩類:基于單機的虛擬測試系統(tǒng)和基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬測試系統(tǒng)，其中基于單機的虛擬測試系統(tǒng)也是基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬測試系統(tǒng)的實現(xiàn)基礎(chǔ)；（2）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)還可以根據(jù)其是否包含物理測試設(shè)備

82、，可以分為兩種類型:半實物虛擬測試系統(tǒng)與完全的虛擬測試系統(tǒng)[29]。</p><p>　　3.基于軟件仿真的虛擬測試技術(shù)</p><p>　　國外文獻(xiàn)上所說的虛擬測試一般都指的是通過軟件仿真的方法來對電子元器件尤其是集成電路 芯片在早期開發(fā)階段就進(jìn)行測試[30-32]。設(shè)計者可以在 IC 芯片的設(shè)計階段根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格要求進(jìn)行虛擬測</p><p>　　試，這樣既可以

83、發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品電路設(shè)計中的錯誤, 又可以減少產(chǎn)品的開發(fā)周期, 降低開發(fā)成本。美國海軍武器評估局義“標(biāo)準(zhǔn)”導(dǎo)彈開發(fā)了的軟件仿真系統(tǒng) CATSE，它使得海軍在導(dǎo)彈硬件和 ATE 硬件不存在時就可以獨立的開發(fā)測試程序，發(fā)現(xiàn)并找到導(dǎo)彈和 ATE 硬件的可測性問題，開發(fā)、驗證內(nèi)建式測試。它</p><p>　　的軟件系統(tǒng)主要包括:（1）測試執(zhí)行器；（2）測試程序；（3）儀器仿真驅(qū)動器；（4）接口仿真器；（5）連線仿真器；（6）信

84、號電路仿真器；（7）被測單元(UUT)仿真器；（8）命令翻譯器和實用工具軟件。</p><p>　　§2-2 虛擬測試技術(shù)的原理及其理論模型</p><p>　　2-2-1 虛擬測試技術(shù)的原理</p><p>　　設(shè)計者在虛擬化和集成化的環(huán)境下通過應(yīng)用虛擬測試技術(shù)根據(jù)產(chǎn)品測試要求在計算機上建立數(shù)字化模型，然后再針對該數(shù)字化模型進(jìn)行仿真測試，所以虛擬測試技術(shù)

85、有以下幾個特征：（1）虛擬化；（2）數(shù)字化；（3）高度集成；（4）分布合作。</p><p>　　在第二章第一節(jié)中介紹過虛擬測試技術(shù)是綜合虛擬樣機技術(shù)、仿真建模技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，一起來實現(xiàn)產(chǎn)品功能和性能測試的綜合性應(yīng)用技術(shù)。由于在虛擬測試過程中對人機交互和逼真效果特別強調(diào)所以操作人員可以在安全和經(jīng)濟(jì)的情況下完成對產(chǎn)品性能的綜合測試。虛擬測試技術(shù)是在計算機上進(jìn)行測試的軟件技術(shù)，它在不消耗物力資源的基礎(chǔ)上對真實的動

86、態(tài)過程進(jìn)行動態(tài)的模擬。虛擬測試技術(shù)具有良好的建模和仿真功能，它是集產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)過程和產(chǎn)品的工藝、調(diào)度計劃及產(chǎn)品的物資采購供應(yīng)和管理于一身的綜合的制造環(huán)境。設(shè)計者能在生產(chǎn)第一件產(chǎn)品之前借助虛擬測試技術(shù)預(yù)測產(chǎn)品的功能以及制造系統(tǒng)的狀態(tài)，進(jìn)而可以預(yù)知產(chǎn)品錯誤和及時的尋找解決方案。</p><p>　　虛擬測試的概念衍生出了“軟件就是通用測試平臺系統(tǒng)”的概念，即通過軟件平臺的設(shè)計，實現(xiàn)虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)與硬件平臺無關(guān)

87、性，體現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的方便性、靈活性、安全性和先進(jìn)性[33]。虛擬測試系統(tǒng)可以在軟件設(shè)計上實現(xiàn)系統(tǒng)的重組，它可以根據(jù)測試對象（流程）的不同來動態(tài)的進(jìn)行重組，進(jìn)</p><p><b>　　8</b></p><p>　　河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文</p><p>　　而降低了系統(tǒng)重組的成本。</p><p>　　虛擬測試系統(tǒng)以

88、軟件技術(shù)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)具有以下特點：</p><p>　?。?）它可以根據(jù)不同的測試任務(wù)選擇不同的測試流程和測試環(huán)境，而且還能重復(fù)整個測試過程而不消耗多余的物力和財力。</p><p>　　（2）它可以在測試過程中暫?；蛘呖爝M(jìn)便于測試人員觀察。</p><p>　?。?）對于在測試過程中產(chǎn)生的測試信息容易收集，這樣既豐富了測試信息，又省去了在物理測試時所必需的信息

89、收集裝置。</p><p>　　2.2 為虛擬測試系統(tǒng)的工作原理，由圖中可以看出用戶和虛擬測試系統(tǒng)相互交互信息并控制接受測試系統(tǒng)信息、測試對象信息和測試環(huán)境信息，在結(jié)合數(shù)據(jù)庫中所保存的先驗知識情況下，按照一定的算法實現(xiàn)測試/仿真過程可視化、測試/仿真結(jié)果可視化、測試/仿真結(jié)果分析、測試/仿真數(shù)據(jù)管理、測試/仿真方案規(guī)劃、測試/仿真方案優(yōu)化和虛擬測試培訓(xùn)。</p><p><b>

90、　　用戶</b></p><p>　　圖 2.2 虛擬測試系統(tǒng)的工作原理</p><p>　　Fig. 2.2 The working principle of virtual test system</p><p>　　2-2-2 虛擬測試技術(shù)的理論模型</p><p>　　虛擬測試技術(shù)的理論模型由感知層、功能層、信息層、物理層

91、四個部分組成。圖 2.3 為虛擬測試系統(tǒng)的理論模型。</p><p>　　感知層體現(xiàn)了虛擬測試技術(shù)的基本特征，是用戶與虛擬測試系統(tǒng)的直接接口。它突出體現(xiàn)了與傳統(tǒng)測試手段的區(qū)別，強調(diào)了虛擬測試技術(shù)的人機交互的虛擬性和真實感。用戶通過感知層可以進(jìn)行測試條件設(shè)置，可以控制測試過程和觀察測試過程中的一些信息以及獲得更準(zhǔn)確的測試結(jié)果。功能層體現(xiàn)了虛擬測試的目的和意義。它介于感知層和信息層之間，并且它主要由各個測試子系統(tǒng)組成

92、強調(diào)了計算機三維虛擬、仿真技術(shù)在整個虛擬系統(tǒng)中的重要作用。信息層是虛擬測試系統(tǒng)運行的測試基礎(chǔ)，并且它提供了各種核心信息，像測試系統(tǒng)信息、測試對象信息等。物理層作為虛擬測試系統(tǒng)運行的物理基礎(chǔ)，由虛擬測試系統(tǒng)所需要的硬件設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和軟件平臺等組成。</p><p><b>　　9</b></p><p>　　基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</

93、p><p>　　§2-3 虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)過程及實施步驟</p><p>　　2-3-1 虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)過程</p><p><b>　　開始</b></p><p><b>　　運行仿真模型</b></p><p><b>　　評價仿真結(jié)果</b

94、></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　結(jié)果可否接受</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　繼續(xù)進(jìn)行測試&

95、lt;/b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　停止</b></p><p>　　圖 2.4 虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)流程</p><p>　　Fig. 2.4 Virtual test system development process</p>&

96、lt;p><b>　　10</b></p><p>　　河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文</p><p>　　2.4 為虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)流程，由圖 2.4 可見，設(shè)計人員與用戶一起實現(xiàn)虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)，并且它的開發(fā)過程是一個可循環(huán)的模型。虛擬測試系統(tǒng)包括以下步驟：（1）用戶需求分析；（2）確定技術(shù)指標(biāo)；（3）制訂技術(shù)方案；（4）軟件/硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計；（5）建立系統(tǒng)模型

97、；（6）運行仿真模型；（7）評價仿真結(jié)果；（8）修改仿真模型。用戶既可以對虛擬測試系統(tǒng)中的仿真結(jié)果進(jìn)行總體評價，也可進(jìn)行</p><p><b>　　階段性評價。</b></p><p>　　2-3-2 虛擬測試系統(tǒng)的實施步驟</p><p>　　虛擬測試系統(tǒng)的應(yīng)用開發(fā)可按如下步驟進(jìn)行：（1）首先在計算機上模擬己有的實際工程測試系統(tǒng)的</

98、p><p>　　工作過程，實現(xiàn)對實際測試系統(tǒng)的復(fù)現(xiàn)；（2）建立虛擬的測試系統(tǒng)的模型，仿真其工作過程，預(yù)測其性</p><p>　　能；（3）在大量模型實驗的基礎(chǔ)上，確定測試系統(tǒng)方案，并加以實現(xiàn)；（4）通過實際測試，驗證虛擬測試系統(tǒng)的準(zhǔn)確性；（5）如果必要，對虛擬測試系統(tǒng)進(jìn)行修改[29]。</p><p>　　設(shè)計者利用計算機系統(tǒng)并結(jié)合軟件模擬已有的實際系統(tǒng)功能，然后利用

99、虛擬測試技術(shù)針對上不存在的系統(tǒng)實現(xiàn)虛擬測試，驗證虛擬測試技術(shù)的可行性，實現(xiàn)虛擬測試技術(shù)的實用化，實現(xiàn)由虛到實，虛結(jié)合，以實驗虛。</p><p>　　§2-4 袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)功能模塊及總體體系劃分</p><p>　　袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)是一個復(fù)雜的信息系統(tǒng)，所以必須要根據(jù)它所要實現(xiàn)的功能來設(shè)計出整個系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2-4-

100、1 袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)功能模塊劃分</p><p>　　根據(jù)虛擬測試技術(shù)的原理及其理論模型和整個系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，將該系統(tǒng)初步劃分為三個部分</p><p>　　為：虛擬測試環(huán)境、虛擬測試對象、虛擬測試項目。如圖 2.5 所示：</p><p>　　袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)</p><p>　　圖 2.5 袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)的初步劃分

101、</p><p>　　Fig. 2.5 The initial division of visual test system for baghouse</p><p>　　（1）虛擬測試對象：即被測試的對象，在該部分可以對袋式除塵器的機型進(jìn)行選擇，以便后續(xù)的測試項目的進(jìn)行。</p><p>　?。?）虛擬測試環(huán)境：這個部分是為整個虛擬測試系統(tǒng)構(gòu)建出的一個虛擬測試環(huán)境

102、，用戶可以在這個部分中進(jìn)行袋式除塵器主要性能虛擬測試所需的參數(shù)設(shè)置，包括工況參數(shù)設(shè)置、高級求解參數(shù)設(shè)置和結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置。</p><p>　?。?）虛擬測試項目：該部是整個虛擬測試系統(tǒng)的核心，它決定了整個系統(tǒng)所能實現(xiàn)的功能，是虛擬測試系統(tǒng)中人機交互的基礎(chǔ)和前提。用戶在確定了前兩項（虛擬測試對象和虛擬測試環(huán)境）之后，就可以選擇相應(yīng)的虛擬測試項目進(jìn)行虛擬測試。</p><p><b>

103、　　11</b></p><p>　　基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p>　　2-4-2 袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)體系劃分</p><p>　　袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)體系上，由三層構(gòu)成，分別為：基礎(chǔ)層、支撐層和應(yīng)用層。圖 2.6</p><p>　　為袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)圖。</

104、p><p><b>　　（1）基礎(chǔ)層</b></p><p>　　基礎(chǔ)層包括四部分內(nèi)容分別為：數(shù)據(jù)庫、通用軟件和開發(fā)工具以及測試規(guī)程，這一層是虛擬測試系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用的平臺。袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫包括數(shù)值模擬結(jié)果數(shù)據(jù)庫、測試評估結(jié)果數(shù)據(jù)庫等并且隨著袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)的運行，將會有新的內(nèi)容存入數(shù)據(jù)庫，甚至用戶還可以建立新的數(shù)據(jù)庫。袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)的通用軟件包括

105、計算機輔助工程(Computer Aided Engineering)和計算流</p><p>　　體力學(xué)(Computer Fluid Dynamic)軟件，例如 Fluent、Gambit 等大型商用軟件。袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)</p><p>　　的開發(fā)工具主要有 Labview，還有軟件編程工具 VC++和數(shù)據(jù)庫開發(fā)工具 Access 等。測試規(guī)程指的是</p>&l

106、t;p>　　在袋式除塵器物理試驗時所遵循的規(guī)程。這個測試規(guī)程可以用于指導(dǎo)試驗方案的制定、試驗過程的控制</p><p><b>　　和試驗數(shù)據(jù)的分析。</b></p><p><b>　?。?）支撐層</b></p><p>　　支撐層由一些虛擬測試子系統(tǒng)構(gòu)成，各子系統(tǒng)借助基礎(chǔ)層提供的工具和資源，分別應(yīng)用或者開發(fā)相關(guān)

107、的專業(yè)軟件和各類公式，對袋式除塵器的主要性能進(jìn)行虛擬測試。（3）應(yīng)用層</p><p>　　應(yīng)用層為用于袋式除塵器工作性能虛擬測試的測試平臺，其借助基礎(chǔ)層提供的工具和資源，應(yīng)用各子系統(tǒng)的仿真模型和測試結(jié)果，建立可以模擬袋式除塵器真實工作狀態(tài)下的仿真模型，構(gòu)建了袋式除塵器主要性能虛擬測試系統(tǒng)。</p><p>　　袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)</p><p><b&g

108、t;　　應(yīng)用層</b></p><p><b>　　袋</b></p><p><b>　　式</b></p><p><b>　　除</b></p><p><b>　　塵</b></p><p><b>　

109、　器</b></p><p><b>　　主</b></p><p><b>　　要支撐層</b></p><p><b>　　性</b></p><p><b>　　能</b></p><p><b>　　

110、虛</b></p><p><b>　　擬</b></p><p><b>　　測</b></p><p><b>　　試</b></p><p><b>　　基礎(chǔ)層</b></p><p>　　數(shù)據(jù)庫 通用軟件

111、 開發(fā)工具 測試規(guī)程</p><p>　　圖 2.6 袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)</p><p>　　Fig. 2.6 The architecture of visual test system</p><p><b>　　12</b></p><p>　　河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文</p>

112、<p><b>　　§2-5 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章主要首先從虛擬測試的概念入手，對虛擬測試概念由淺入深進(jìn)行介紹。再次在第二小節(jié)引入虛擬測試技術(shù)的原理和虛擬測試技術(shù)的理論模型，細(xì)致的闡述了以上兩方面內(nèi)容為袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)提供理論依據(jù)。在第三小節(jié)主要介紹了虛擬測試系統(tǒng)的開發(fā)過程及實施步驟為袋式除塵器的虛擬測試系統(tǒng)開發(fā)提供方法依據(jù)。在本章的最

113、后簡單介紹了袋式除塵器虛擬測試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)，為以后的章節(jié)內(nèi)容作鋪墊。</p><p><b>　　13</b></p><p>　　基于虛擬樣機的袋式除塵器工作性能測試技術(shù)及應(yīng)用研究</p><p>　　第三章 基于虛擬樣機的袋式除塵器虛擬測試技術(shù)研究</p><p>　　§3-1 虛擬測試技術(shù)的實現(xiàn)技術(shù)&l

114、t;/p><p>　　虛擬測試技術(shù)是多種技術(shù)的綜合體，即它有多種綜合技術(shù)為：（1）三維人機交互技術(shù)；（2）虛擬環(huán)</p><p>　　境生成技術(shù)；（3）測試信息建模技術(shù)；（4）動態(tài)數(shù)據(jù)庫技術(shù)；（5）虛擬測試中的信息融合與決策分析技</p><p>　　術(shù)；（6）虛擬測試過程的預(yù)測；（7）仿真和控制技術(shù)；（8）系統(tǒng)集成技術(shù)；（9）性能評價技術(shù)。</p>&l

115、t;p>　　虛擬測試技術(shù)內(nèi)涵包括四方面的內(nèi)容分別是：（1）環(huán)境 ：它的研究內(nèi)容主要包括在虛擬測試過程中，對對象的工作環(huán)境（如自然、力學(xué)、電磁、腐蝕等環(huán)境）進(jìn)行仿真建模，為虛擬測試過程的進(jìn)行提</p><p>　　供外部環(huán)境的輸入，提高測試模擬的逼真度；（2）模型：它的研究內(nèi)容是測試對象的內(nèi)在物理特性和運行機制，根據(jù)測試目的不同，模型的類型可分為數(shù)字模型、等效器模型、半實物模型、實物模型等；（3）數(shù)據(jù)：它研究