载人运载器搭载对接装置缓冲性能优化

针对小型载人运载器水下对接、搭载和投送的任务需求,设计了背驮式小型运载器搭载对接装置.选取对接过程总冲量为目标变量,基于响应面方法和Central Composite Design(中心组合设计)试验设计方法,分别建立了多种对接情况下目标变量碰撞冲量关于初始对接参数的数学模型.利用Adams软件建立虚拟样机并获得试验数据,求解各模型对接冲量最大的情况和对应的对接参数.基于Abaqus有限元软件,引入缓冲杆参数作为设计变量,根据确定的对接参数建立目标函数关于缓冲杆参数的数学模型,最终得到最优的缓冲杆参数,降低了对接过程中运载器对母平台的冲击.     

一种海水采样对接传输装置的设计

为解决采样海水从吊放式采水器到储存分配系统对接传输问题,根据海水取样要求,提出了一套海水从采水器到分配储存系统的对接传输装置设计方案.对接传输装置由上定对接头和下对接座组成,其中上定对接头的导向爪组与下对接座的锥钢套采用杆锥方式的粗对接,以补偿上定对接头滑套中心底锥孔与下对接座导向锥管的二次精对接定位误差,降低其定位精度要求.这样,从机械结构上保证了采水器到分配储存系统的海水偏心流道的O形密封圈装配要求.为了消除对接过程中各种变差对系统的影响,该装置采用了弹簧阻尼减震,再配以波纹管柔性连接补偿轴向位移及径向偏心,目的是为延长装置寿命.基于Solid Works Motion仿真还原了整个对接系统定心过程,揭示了装置中各种变差对系统的影响.再基于Solid Works Simulation仿真了导向爪组在对接过程中的受力状态,验证了整个装置结构设计的合理性.     

基于粒子群算法的骨性关节炎药物分子对接方法应用研究

通过改进分子对接软件AutoDock的构象搜索算法对治疗骨性关节炎的中药分子进行对接研究.简要分析分子对接方法的基本原理,建立分子对接数学模型,介绍AutoDock半经验结合自由能评分函数;将粒子群算法与自适应局部搜索策略相结合改进了分子对接构象搜索过程;以福建中医大学提供的治疗骨性关节炎的中药分子实验数据为基础,完成了此算法与拉马克遗传算法、遗传算法以及本课题组使用的蚁群算法在最低能量值、对接精度以及对接耗时上的比较实验.实验结果验证了粒子群算法应用在对接构象搜索上的有效性.     

一种采用知识打分函数的分子对接方法

分子对接是计算机辅助药物分子优化设计的重要组成部分.引入了一种通过计算原子对间距离来评价结合自由能的知识打分函数,其构造方法与平均力势能函数相似.同时采用基于信息熵的多种群自适应遗传算法,形成一种新型的分子对接程序KGAsDock.给出与著名的分子对接程序DOCK6.1的对接结果比较,数值实验表明,该算法在不降低计算效率的前提下,提高了对接的精度.     

基于改进的克隆选择算法的分子对接设计与实现

详述了分子对接方法的基本原理,讨论分子对接过程中两个要素:评分函数和构象搜索算法.利用经验结合自由能的评价函数,对分子对接软件Auto Dock原有模型进行了改进.通过对评分函数的改进,用改进的克隆选择算法作为分子对接过程中的构象搜索算法.经实验效果对比,此方法寻优能力较好.     

一个基于量子群的分子对接药物设计算法

量子群作为经典李群、李代数的基本对称概念的推广,有着丰富的代数、几何及物理性质.本文基于量子群的基本理论,结合药物分子设计中的分子对接问题,在李群机器学习的基础上提出了一个基于量子群的分子对接药物设计方法,从而进一步丰富了李群机器学习理论.本文首先建立了基于量子群的分子对接模型,并设计了基于量子群生成元的分子匹配算法,运用此算法对小分子数据库中的分子进行对接,并将试验结果与Autodock4.0、分子动力学算法的对接时间和精度进行比较和分析.实例测试表明了量子群的理论与药物分子对接相结合的合理性及有效性.     

自重构机械系统中模块对接及变形

提出了一种新颖的、网格型的自重构机械系统的基本模块.基于模块的结构特点,分析讨论了相邻两模块的对接过程,描述了两模块对接的空间几何关系,给出了几何及控制不确定性时,完成对接最基本的几何约束条件.根据模块对接后完成工作的情况,利用有限元方法分析了模块的变形,并给出了仿真图形.     

用分子对接搭建激酶-抑制剂复合物的三维结构

由于蛋白激酶的异常激活导致了许多疾病,激酶抑制剂成为当今医药领域的研究热点.鉴于分子对接在药物设计中取得的成功,该技术被应用于激酶抑制剂的设计.应用分子对接软件包 Autodock4 对已知三维结构的激酶一抑制剂复合物进行模拟对接,对接所得抑制剂构象与晶体结构非常一致.进一步利用对应激酶在其他体系中的结构与抑制剂进行对接.也获得了与晶体结构一致的抑制剂构象,再现了抑制剂和蛋白间重要的相互作用,从而阐明了利用 Autodock4 探索激酶一抑制剂结合模式的可行性.     

基于二维位置敏感探测器的空间对接过程研究

为了准确地捕捉机器人空间对接的传感器信息,从对接机构的设计入手,研究了空间对接中传感器的选择、改制和基于传感器信息的空间对接问题.考虑到安装空间的限制和处理的信息量太多,提出了利用二维位置敏感探测器（PSD）配合红外发光器阵列的方法完成机器人的空间对接.通过对位置敏感探测器工作原理的分析和对传感器特性的试验,提出了在PSD光敏面上增加光学装置的方法以扩大它的探测范围和精度,同时大大减小了它对光信号的依赖程度.把该方法应用于可重构模块化探测机器人系统中,提出了基于传感器信息的轨迹规划方法,对子机器人空间对接过程的仿真试验验证了轨迹规划和空间对接的可行性.     

钢桥面板U肋对接焊缝位置对疲劳受力性能的影响分析

从疲劳受力特征角度分析钢桥面板U肋对接焊缝设置位置的合理性.建立正交异性钢桥面板局部有限元模型,施加移动车轮荷载,确定U肋对接焊缝位置对该细节作用范围的影响,计算U肋对接焊缝上典型部位的纵向应力分布、横向应力幅变化,对比不同U肋对接焊缝位置下的疲劳应力特征.结果表明:不同U肋对接焊缝位置的影响范围一致,但疲劳应力特征显...     

太阳能电池阵模块化自重构机器人模型的设计和运动仿真

为实现空间航天器电池阵部件的自装配与自修复,设计了一种既可用于搭载航天器太阳能电池板,又能通过相互之间的运动转换完成特定任务的正三角形三臂对接平面晶格式自重构机器人模型.每个机器人模块包含有1个中心框体和3条对接单臂,其中每条对接单臂有2个旋转运动关节和1个对接关节,共3个自由度.每条对接臂的运动互不关联,单条对接臂上2个运动关节的电机可各自独立转动.对机器人模块进行了运动规划,推导出变换矩阵,并进行了Simulink动力学仿真.仿真结果表明,该机器人相似模型可以在地面实验室条件下完成构形转换、实施对接等任务.     

基于蚁群算法骨性关节炎中药分子的分子对接研究

对治疗骨性关节炎的中药分子进行计算机分子对接研究,并对实验结果进行分析.对接过程中使用DOCK的评分函数进行能量计算,用蚁群算法改进对接的构象搜索过程并用均匀设计法确定蚁群算法的合适实验参数.实验数据来源于治疗骨性关节炎中药中的药物分子,选择5个分子与相应的靶标分子进行对接,实验结果与改进前使用单纯形方法的结果进行对比,时间及精度性能指标上都有所改善,显示蚁群算法用于优化对接过程中的构象搜索是有效的.     

变轨高温发动机热辐射对空间站尾部对接机构的热影响

根据空间站尾部变轨发动机和被动式对接机构的几何特点和航天器热控理论,提出一种组合系统的热分析物理、数学模型,着重研究高温变轨发动机热辐射对邻近对接机构的热影响.计算表明,2个高温变轨发动机热辐射对空间站尾部对接机构的热影响范围大致在周向角θ=(90°±30°)～(270°±30°),材料表面的发射率εd是影响对接机构组件温度的重要因素.在整个变轨期间,对接框的周向温差和最高温度已升到90℃,温度绝对增幅高达83℃,均大大超出对接机构温度的设计值,严重威胁机构部件的运动和固定功能,空间站尾部对接机构的热控措施将必不可缺.     

空间对接机构地面真空热试验

提出了改进的热控件设计方案,即在对接锁驱动组合外围不实施整个包裹,而是在较小尺寸的对接锁外围单独包裹的对接机构;根据对接机构在轨飞行中可能出现的7个极限工况和拉偏热循环条件,在空间环境模拟器的真空罐中完成了对接机构地面真空热试验,考核了对接机构热控系统的控温性能及其机械组件的运动功能;同时,观测了不同轨道舱边界温度和外热流对不同位置零部件温度的影响,并对热平衡试验数据与仿真计算结果进行了比对.结果表明:所提出的热控设计方案基本能够满足设计要求,在所设计的温度条件下,对接机构能够正常工作;在真空热循环条件下,对接机构对接环的推出/拉回以及对接锁系的锁合/解锁等运动功能和基本性能均满足设计要求.     

空间对接整体动力学仿真系统稳定性分析

为了在地面模拟空间对接的动力学过程,对其动力学仿真系统进行了研究.描述了动力学综合实验台的工作原理,提出能模拟空间对接过程的动力学仿真问题.对空间对接整体动力学仿真系统的物理参数进行了合理配置,并对其稳定性进行了分析.试验结果验证了相应结论的有效性.     

基于预测模型优化的药物分子对接网格

将网格技术应用于药物分子对接中,能有效解决药物分子对接中所涉及的搜索空间巨大、时间耗费长、对计算环境要求高等问题.通过应用改进的遗传算法多种群竞争机制的对接演化模型GAsDock,以信息熵控制设计空间的收缩,增强了进化的目的性,显著地提高了对接效率.然后,利用线性、指数平滑和离散马尔可夫3种预测模型,并结合加权系数法,...     

空间飞行器对接过程的动力学建模和仿真计算

建立了有内导向瓣周边式对接机构的两空间飞行器对接过程的动力学模型,建模中将对接系统简化为主动飞行器、被动飞行器和主动捕获环三体问题.针对主动捕获环相对于整个飞行器来说质量很小的特点,建模过程中不考虑主动捕获环的质量和转动惯量,只考虑其几何形状特性,利用约束方程确定接触点作用力,通过计算得到了对接机构的相对位移、速度和转角,以及缓冲系统的位移、转角和相互作用力等参数,从而较全面地了解对接动力学过程,对缓冲系统和对接机构的设计具有重要的参考价值.     

一种新型自重构机器人模块的对接机构设计

提出了一种新颖的晶格式空间自重构机器人模块,并进行了模块的三维结构设计.详细阐述了该自重构机器人模块基于销槽楔合、雌雄同体的对接机构设计方法,分析了系统的运动精度并给出了相应的误差控制方案.设计了静态及动态的2组实物实验,从不同工作条件验证了该对接机构能够快速、可靠地实现对接过程,对接耗时约为2 s,对接完成后的机械连接强度可超过50 N的轴向拉伸负载,较好地完成了机器人模块的自重构任务.     

W3211综采工作面里外切眼对接实践

皖北煤电集团钱营孜煤矿W3211工作面受断层的影响,工作面外段切眼比里段切眼长72米,对接困难.本文总结了里段工作面推进到外段切眼时与外段切眼对接的施工方案和经验.该方案可提高煤炭资源回收率,实现工作面持续稳定生产,为条件相似的其他工作面对接提供参考.     

新药研发网格中药物分子的对接方法

建立药物分子优化的粗略和精细对接模型,通过最小化分子间的相互作用得到最优的药物分子取向和构型.粗略对接只考虑配体的柔性信息,将配体小分子的运动处理为平移、转动和柔性键旋转3部分,而受体为刚性;精细对接则是在粗略对接模型中引入残基基团的概念,将蛋白质受体划分成若干个残基基团,通过这些残基基团的运动近似表征整个蛋白质的柔性.一个自适应的遗传算法被用于求解上述优化模型,该算法采用多种群遗传策略、信息熵控制的空间减缩搜索技术以及拟精确罚函数方法,能够快速而稳定地逼近最优解.将基于上述模型的粗略对接程序AGAsDock和精细对接程序FlexGAsDock用于新药研发网格,测试结果表明:这些程序能够有效地用于药物分子设计,并具有较高的网格计算效率.