Исследование роли основания в реакции

Скачать 2.09 Mb.

Название	Исследование роли основания в реакции
страница	3/15
Тип	Исследование

filling-form.ru > Договоры > Исследование

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 15

Особенности ПРОВЕДЕНИЯ

практического занятия по ТЕМЕ «КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ ДЛЯ КАНАЛА

С ПОМЕХАМИ» в рамках дисциплины

«теория информации

и информационных СИСТЕМ»

Р. А. Файзрахманов, И. С. Полевщиков

ФГБОУ ВПО «Пермский национальный исследовательский политехнический университет», г. Пермь, Россия, hwgdi@mail.ru
Одной из дисциплин, изучаемой студентами бакалавриата направления «Фотоника и оптоинформатика», является «Теория информации и информационных систем». Данная дисциплина предполагает главным образом изучение способов оценки количества информации, а также методов и средств кодирования информации [1, 2].

Одно из практических занятий в рамках данной дисциплины носит название «Кодирование информации для канала с помехами». В ходе занятия изучаются: разновидности помехоустойчивых кодов, общие принципы использования избыточности, связь информационной способности кода с кодовым расстоянием.

Целью данного практического занятия является получение студентами знаний по основам кодирования информации для канала с помехами посредством решения задач.

Для проведения практического занятия было подготовлено методическое пособие, включающее задачи, разбитые по вариантам. В каждом варианте по 3 задачи. Первая задача, в свою очередь, разбита на 10 небольших подзадач. Все варианты в пределах методического пособия обладают одинаковым уровнем сложности.

В начале занятия преподаватель демонстрирует студентам на доске примеры решения подобных задач. Затем каждый из студентов выполняет свой вариант. По результатам решения задач студентом должен быть подготовлен отчет в распечатанном виде.

Рассмотрим один из вариантов данного методического пособия:

1. На вход кодирующего устройства поступает последовательность из

информационных двоичных символов. На выходе ей соответствует последовательность из

двоичных символов.

Вычислить:

а) количество различных входных последовательностей;

б) количество различных выходных последовательностей;

в) количество разрешенных кодовых комбинаций;

г) количество запрещенных кодовых комбинаций;

д) количество возможных случаев передачи;

е) количество случаев безошибочной передачи;

ж) количество случаев перехода в другие разрешенные комбинации, что соответствует необнаруженным ошибкам;

з) количество случаев перехода в неразрешенные комбинации, которые могут быть обнаружены;

и) часть обнаруживаемых ошибочных кодовых комбинаций от общего числа возможных случаев передачи;

к) отношение числа исправляемых кодом ошибочных кодовых комбинаций к числу обнаруживаемых ошибочных комбинаций.

2. Вычислить вероятность искажения любых

символов в 4-разрядной кодовой комбинации при взаимно независимых ошибках, если вероятность искажения одного символа

.

3. Представить симметричной матрицей расстояний двоичный код

. Вычислить минимальное кодовое расстояние. Обосновать, позволяет ли данный код обнаруживать все ошибки кратности

и исправлять все ошибки кратности

.

На практических занятиях три раза за семестр проходит компьютерное тестирование, проверяющее полученные студентами знания и умения. Тестирование хорошо зарекомендовало себя как объективный способ контроля знаний в профессиональном обучении [3-5]. Тестовые задания по теме данного практического занятия предполагают выбор единственного правильного ответа из предложенных, либо представляют собой небольшие задачи без вариантов ответа, ответом на которые является какое-либо число, которое студент должен ввести самостоятельно в соответствующее поле. Приведем примеры тестовых заданий по данной теме:

1. Коды, которые обеспечивают возможность обнаружения и исправления ошибки, называют …

А) непрерывными;

Б) помехоустойчивыми;

В) алгебраическими;

Г) блоковыми.

2. На вход кодирующего устройства поступает последовательность из

информационных двоичных символов. На выходе ей соответствует последовательность из

двоичных символов. Количество запрещенных кодовых комбинаций равно ...

3. Кодовое расстояние между комбинациями двоичного кода

равно …

Подводя итог сказанному выше, еще раз можно отметить, что целью данного практического занятия является получение студентами знаний по основам кодирования информации для канала с помехами посредством решения задач. По мере накопления опыта преподавания данной дисциплины организация практического занятия и методическое пособие будут совершенствоваться.
Литература

1. Лидовский В. В. Теория информации: Учебное пособие. — М.: Компания Спутник+, 2004. — 111 с.

2. Прохоров В.С.. Лекции по «Теории информации». [Электронный ресурс] // Режим доступа: profbeckman.narod.ru/Informat.files/Teorinf.pdf – Загл. с экрана. – (Дата обращения: 19.11.2012).

3. Файзрахманов Р.А., Курушин Д.С., Рустамханова Г.И., Слаутин Ю.А., Полевщиков И.С. Разработка требований к составлению тестовых вопросов для курсантов, обучающихся на тренажерном комплексе // Вестник ПГТУ. Электротехника, информационные технологии, системы управления. - 2011. - №5. - С. 161-167.

4. Полевщиков И.С., Файзрахманов Р.А. Контроль знаний при обучении на тренажере ТЗМ // Труды Северо-Кавказского филиала Московского технического университета связи и информатики. - Ростов-на-Дону.: ПЦ «Университет» СКФ МТУСИ, 2012. – С. 289-291.

5. Полевщиков И.С., Файзрахманов Р.А. Адаптивное управление процессом обучения на компьютерном тренажере // Автоматизированные системы управления и информационные технологии. Материалы краевой научно-технической конференции (г. Пермь, 17 мая 2012 г.). - Пермь: Издательство Пермского национального исследовательского политехнического университета, 2012. - С. 201-203.

программный модуль

для автоматизации работы технолога

в сфере электроэнергетики

С. А. Чернобай (РИМ-130202)

ФГАОУ ВПО «УрФУ имени первого Президента России

Б.Н. Ельцина», г. Екатеринбург, Россия, lanache@e1.ru
Одним из направлений технологического развития энергосистем в мире, обеспечивающих повышение емкости и стабильности работы сетей электропередач, является создание и внедрение систем мониторинга переходных режимов (далее СМПР).

СМПР обеспечивают синхронизированные по времени измерения параметров, характеризующих режим работы энергосистемы в различных ее точках с высокой дискретностью.

Фиксирование этих параметров позволяет:

наблюдать переходные процессы в энергосистеме;
оценивать текущие режимы работы всей энергосистемы;
эффективно анализировать причины и последствия технологических нарушений и системных аварий;
улучшать динамическую модель энергосистемы;
повышать класс точности регулировки автоматики защиты.

Таким образом, внедрение СМПР в значительной степени автоматизирует и улучшает работу энергосистем.

Синхронизированность измерений обеспечивает возможность мониторинга географически распределенных процессов производства, потребления и передачи электроэнергии. Энергосистема, по сути, является единым объектом, и технология обеспечивает возможность наблюдения за поведением энергосистемы как за единым целым, элементы которого связаны между собой. Технология, образно говоря, выполняет множество последовательных мгновенных снимков состояния энергосистемы, визуализируя динамику изменения режимных параметров и предоставляет оператору четкую картину происходящего в энергосистеме.

Визуализация динамики изменения режимных параметров применяется при решении следующих задач :

повторение события в псевдореальном времени;
идентификация технологического возмущения и идентификация места возмущения;
мониторинг разделения энергосистемы на части;
пост-аварийный анализ. [1]

Визуализация параметров электрического режима позволяет более наглядно представить данные и отследить причины и последствия аварийных режимов. Она также позволяет технологу работать с данными, полученными на разных датчиках, в одном окне, что позволяет более оперативно обрабатывать получаемые данные. Однако, в настоящее время в отечественных продуктах, реализующих автоматизированное рабочее место технолога, такой вид визуализации данных с регистраторов отсутствует. В связи с этим, в ходе научно-исследовательской работы был разработан программный модуль объемного представления динамики изменения параметров электрического режима в масштабах ЕЭС России по данным СМПР.

В процессе построения переменными величинами являются параметры электрического режима (ПЭРы) электрические значения (напряжение, фазовый угол, потребление и выработка электроэнергии, и т.д.), зафиксированные на различных регистраторах.

Один из способов представления таких переменных — представление через поверхность, образованную кривыми вращения.

Для получения этой поверхности используется построение кривой вращения по аналогу гауссовой функции плотности вероятности двух переменных с пересчитываемой, в зависимости от требуемого радиуса, крутизной склонов. Функция кривой, представлена в формуле 1.

(1)

h - высота,

- координаты центра вращения по оси x и z соответственно,

- крутизна склона.

Схематическое изображение поверхности вращения показано на рисунке 1.

Рисунок 1 — Поверхность вращения
Наличие связи между переменными выражается в суммировании графиков поверхностей вращения, как это представлено на рисунке 2. Таким образом, достигается эффект целостности карты отклонений и наличия связи между переменными.

Рисунок 2 — Суммирование кривых вращения
Высота в каждой точке поверхности вычисляется по формуле

(2)

- высота i-ой вершины,

- координаты центра вращения i-ой вершины по оси x и z соответственно,

- крутизна склона.[2]

Поверхность, образованная поверхностями вращения, позволяет увидеть зависимость параметров и вместе с тем четко определить значение переменной.

На рисунке 3 представлен вид разработанного программного модуля с примером визуализации параметров электрических режимов по данным СМПР.

Рисунок 3 — Программный модуль «Поверхность», реализующий визуализацию параметров электрических режимов по данным СМПР

Проблема анализа данных в электроэнергетике очень актуальна на сегодняшний день. При этом данная область еще в малой степени изучена и автоматизирована в нашей стране. Таким образом, разработанный программный модуль «Поверхность» значительно улучшит качество и скорость работы технолога, а значит, увеличит безопасность энергосистемы.

Литература

Жуков, А.В. Развитие технологий векторной регистрации параметров противоаварийного режимного управления электрическими режимами энергосистем [Текст] / А.В Жуков, А.Т Демчук., Д.М. Дубинин.// Сборник докладов XXI конференции «Релейная защита и автоматизация энергосистем», 2012. С. 232.
Никулин, Е.А. Компьютерная геометрия и алгоритмы машинной графики [Текст]: учеб.пособие/ Е.А. Никулин. СПб.: Издательство БХВ-Петербург, 2003. 560с.

СЕКЦИЯ 2. Химические науки

Исследование роли основания

в реакции Сузуки-Мияуры

в условиях реального катализа¹

Е. В Ларина, А. А. Курохтина, А. Ф. Шмидт

ФГБОУ ВПО «ИГУ», г. Иркутск, Россия, tendu90@mail.ru
Особенностью реакции кросс-сочетания арилгалогенидов с арилборными кислотами (реакция Сузуки-Мияуры) (1) является обязательное присутствие избытка основания. Однако его роль в реакции до недавнего времени оставалась неясной [1]

⁽¹⁾

Существующие гипотезы роли основания сводятся к двум возможным вариантам стадии трансметаллирования (2), входящей в каталитический цикл реакции Сузуки-Мияуры. Согласно первой гипотезе, трансметаллирование протекает при взаимодействии соединения палладия I с боратными анионами II, которые действительно были экспериментально обнаружены в реакции Сузуки Мияуры [2]. Вторая гипотеза постулирует возможность трансметаллирования только в случае присутствия в составе палладиевого интермедиата противоиона основания IV (2).

⁽²⁾
Базируясь на результатах кинетического исследования стехиометрических реакций, моделирующих каталитический процесс (1), нами было показано, что полученные экспериментальные данные согласуются со второй гипотезой, то есть в стадии трансметаллирования принимают участие нейтральная молекула арилборной кислоты III и соединение Pd, содержащее в своем составе оснóвный анион IV [3]. Однако хорошо известно, что в модельных экспериментах не всегда можно учесть все особенности протекания реального каталитического процесса. Поэтому целью настоящего исследования стал поиск доказательств справедливости выводов, сформулированных в модельных системах, для случая реального каталитического процесса. Таким доказательством мог бы стать экспериментально фиксируемый рост активности каталитической системы при проведении каталитической реакции в условиях, способствующих формированию комплексов Pd с оснóвными анионами IV, а также увеличению текущей концентрации нейтральной арилборной кислоты II.

Рост концентрации комплексов Pd с оснóвными анионами можно ожидать в результате предварительной обработки используемого в качестве предшественника катализатора соединения Pd(II) основанием. Увеличение доли арилборной кислоты, находящейся в нейтральной форме II может обеспечить ее постепенное введение в реакцию, поскольку равновесие в системе IIIII (2) устанавливается не мгновенно. Альтернативным путем увеличения концентрации нейтральной кислоты может быть отказ от традиционно используемого в реакции Сузуки-Мияуры избытка основания, который объективно способствует переходу большого количества АrВ(OH)₂в форму боратного аниона. Поэтому уменьшение соотношения основание/кислота при проведении каталитической реакции могло бы привести к росту каталитической активности.

Результаты экспериментов, представленные в таблице 1, показывают, что применение перечисленных выше приемов действительно приводит к заметному увеличению выхода продукта в сравнении со стандартным экспериментом.
Таблица 1. Реакция Сузуки-Мияуры между PhBr и PhB(OH)₂ (ДМФА-Н₂O (4:1), 22⁰С, NaOАс, Pd(OAc)₂)

Отношение NaOAc/PhB (OH)₂	Примечание	Выход за 20 ч, %
1,30	Стандартный опыт без предв-й обработки основанием	40
1,30	Введение PhB(OH)₂ в течение 150 мин	60,6
1,00		48,6
0,67	Введение PhB(OH)₂ в течение 40 мин	70,1
0,65		73,3

Таким образом, данные, полученные в ходе реальных каталитических экспериментов, согласуются с гипотезой, предложенной ранее для модельных систем [3]. Основание в реакции Сузуки-Мияуры необходимо для формирования óсновных комплексов Pd, в то время как образование боратных анионов, скорее всего, негативно влияет на каталитическую активность.
Литература

Проф. Сузуки А. Нобелевская лекция, http://nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2010/suzuki-lecture.html.
Nunes C.M Pd-Catalyzed Suzuki Cross-Coupling Reaction of Bromostilbene: Insights on the Nature of the Boron Species/ C.M.Nunes, A.L.Monteiro// J. Braz. Chem. Soc. -2007. - Vol. 18, № 7. - P. 1443-1447.
Шмидт А.Ф Роль основания в реакции Сузуки-Мияуры / А.Ф. Шмидт, А.А. Курохтина, Е.В. Ларина// Журнал общей химии – 2011. - Т. 81, № 7. - P 65-66.

СЕКЦИЯ 3. Технические науки

АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СОВРЕМЕННЫХ САПР ТП

С. Ю. Калякулин

Московский государственный технологический университет «Станкин», г. Москва, Россия, rim-tm@mail.ru
Широкий спектр проектирования технологических процессов в машиностроительном производстве, сложность некоторых деталей сжатость сроков выполнения заказов заставляет прибегать к средствам автоматизированного проектирования технологических процессов (САПР ТП).

САПР ТП предназначены для проектирования операционных, маршрутно-операционных и маршрутных технологических процессов (ТП), включая формирование маршрута, операций и переходов, расчета технологических размерных цепей, режимов обработки и норм изготовления. Современные САПР ТП позволяют проектировать технологические процессы в диалоговом, полуавтоматическом и автоматическом режимах а на выходе выдавать необходимую (представленную в виде различных технологических документов) информацию.

Завершающим этапом проектирования любого технологического процесса является создание МК - маршрутной карты, ОК – операционной карты и КЭ – карты эскизов технологического процесса. Данная документация содержит в себе основные параметры разработанного технологического процесса, а так же шифры оборудования, технологической оснастки, применяемого инструмента. Формы и правила оформления маршрутных карт представлены в ГОСТ 3.1118-82 ЕСТД. Разработка комплекта документаций является начальным этапом технологической подготовки производства.

Технологическая подготовка производства на машиностроительных заводах является одним из самых длительных и трудоемких этапов при освоении выпуска новых машин и приборов. В настоящее время сокращение сроков, стоимости и, в то же время, повышение качества проектирования технологических процессов (ТП) достигается не за счет увеличения численности технологов и нормировщиков, а путем создания эргономичных систем автоматизированного проектирования САПР ТП, что подтверждается интенсификацией исследований и разработок, проводимых в данном направлении. Поскольку необходимо выбрать оптимальную САПР ТП для передачи в нее КТМ (конструкторско-технологической модели) детали, проведем обзор САПР ТП с точки зрения возможности автоматизации проектирования, технологии изготовления изделия и получения информации о КТМ изделия из внешних источников, а так же расчета параметров технологического процесса.

Проведем краткий обзор и анализ функциональных возможностей современных САПР ТП (таблица 1) на основе рекламных материалов, публикаций в специализированных журналах, официальных сайтах, а также личной работой с некоторыми САПР ТП.