文中介紹了一種應(yīng)用于舞臺(tái)電腦燈控制系統(tǒng)的高性能步進(jìn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng),以及步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分驅(qū)動(dòng)原理和自適應(yīng)調(diào)速算法。使用細(xì)分驅(qū)動(dòng)可以顯著地減小步進(jìn)電機(jī)的低頻振動(dòng);使用自適應(yīng)調(diào)速法,可以在保證系統(tǒng)的
標(biāo)簽: 性能 步進(jìn)電機(jī) 運(yùn)動(dòng)控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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隨著變頻調(diào)速技術(shù)的快速發(fā)展,基于變頻調(diào)速的恒壓供水系統(tǒng)越來越多的應(yīng)用到了小區(qū)供水中。與恒速供水系統(tǒng)相比,變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)取得了較好的節(jié)能效果,但是由于其壓力設(shè)定值一般是按系統(tǒng)最大能量需求時(shí)設(shè)定的,并且該設(shè)定值一旦設(shè)定后不能依據(jù)系統(tǒng)的能量需求自動(dòng)做實(shí)時(shí)調(diào)整,使系統(tǒng)在大部分時(shí)間內(nèi)供給的能量大于需求的能量。因此,該供水方式并沒有把變頻調(diào)速的節(jié)能潛力全部發(fā)揮出來。本文針對(duì)變頻調(diào)速恒壓供水系統(tǒng)這一不足,提出了變頻調(diào)速實(shí)時(shí)恒壓供水方式,它能依據(jù)系統(tǒng)的能量需求實(shí)時(shí)的調(diào)整壓力設(shè)定值,能更好的發(fā)揮變頻調(diào)速的節(jié)能潛力。 本文首先依據(jù)泵理論和水動(dòng)力學(xué)對(duì)供水系統(tǒng)進(jìn)行了深入的分析和研究,詳細(xì)探討了供水系統(tǒng)的節(jié)能原理,從而為后續(xù)章節(jié)中控制策略的選擇奠定了基礎(chǔ)。 然后針對(duì)供水系統(tǒng)的精確數(shù)學(xué)模型難以建立的問題,本文采用了專家系統(tǒng)。該專家系統(tǒng)能依據(jù)用戶能量需求的不同,實(shí)時(shí)給出泵出口的壓力設(shè)定值;在此基礎(chǔ)上通過模糊-PID控制使供水系統(tǒng)迅速進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài),同時(shí)使系統(tǒng)具有快速性、穩(wěn)定性和良好的魯棒性。通過MATLAB仿真工具對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真,仿真結(jié)果表明該控制系統(tǒng)與常規(guī)PID控制相比具有更好的控制品質(zhì)。 最后以ARM7LPC-2129為硬件基礎(chǔ),實(shí)現(xiàn)了以上各個(gè)部分的功能。另外還采用VB開發(fā)了上位機(jī)監(jiān)控界面;開發(fā)了基于ARM的CAN接口,為供水系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化提供技術(shù)支持;使用ARM7LPC-2129的通用輸入輸出口,實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)中電機(jī)的組合運(yùn)行或單機(jī)啟停控制;泵運(yùn)行狀態(tài)和火災(zāi)顯示等輔助功能的實(shí)現(xiàn)。
標(biāo)簽: ARM 嵌入式 智能控制 系統(tǒng)研究
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當(dāng)今繡花機(jī)市場(chǎng)蓬勃發(fā)展,繡花機(jī)控制系統(tǒng)作為繡花機(jī)最核心的部分,是提高性能和降低成本的關(guān)鍵。本文結(jié)合浙江虎王科技有限公司與浙江大學(xué)的合作項(xiàng)目“繡花機(jī)控制系統(tǒng)”,設(shè)計(jì)出一套基于ARM的技術(shù)先進(jìn)、功能精簡(jiǎn)、高性價(jià)比的繡花機(jī)控制系統(tǒng)。論文按照嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程,先根據(jù)市場(chǎng)需求劃分了控制系統(tǒng)的功能模塊并構(gòu)建了總體架構(gòu),選擇了系統(tǒng)的軟硬件平臺(tái),然后采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法對(duì)繡花機(jī)控制系統(tǒng)的硬件和軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 第一章介紹了繡花機(jī)及其控制系統(tǒng)的發(fā)展過程和現(xiàn)狀,論述了嵌入式系統(tǒng)的定義、特點(diǎn)和發(fā)展,闡述了ARM的發(fā)展歷史、研究和應(yīng)用現(xiàn)狀,提出了論文的主要研究?jī)?nèi)容,最后給出了論文的總體結(jié)構(gòu)。 第二章闡述了嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)過程,選擇了軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)法為本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,論述了EDA技術(shù)的工作范圍和設(shè)計(jì)步驟,詳細(xì)討論了軟件的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法的原理,最后給出了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。 第三章根據(jù)市場(chǎng)需求劃分了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的功能模塊,構(gòu)建了系統(tǒng)總體架構(gòu),并分析了每個(gè)模塊的具體功能;根據(jù)選型原則選出了適用于繡花機(jī)控制系統(tǒng)的上位機(jī)和下位機(jī)CPU芯片、操作系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境。 第四章根據(jù)總體架構(gòu),在選好的CPU芯片的基礎(chǔ).卜確定了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的硬件框架,詳細(xì)設(shè)計(jì)了電源電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器接口電路、鍵盤與顯示電路、USB接口電路、串行通信接口電路和下層機(jī)電接口電路。 第五章按照上位機(jī)和下位機(jī)的層次構(gòu)建了繡花機(jī)控制系統(tǒng)的軟件框架,設(shè)計(jì)了鍵盤輸入模塊、圖形顯示模塊、USB驅(qū)動(dòng)模塊、花樣存儲(chǔ)與管理模塊、串口通信模塊、機(jī)電控制模塊的程序。 第六章回顧與總結(jié)全文的主要研究?jī)?nèi)容,歸納了本文的主要研究成果,并對(duì)今后的研究工作作了展望。
標(biāo)簽: ARM 繡花機(jī) 嵌入式控制 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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隨著液晶顯示技術(shù)的發(fā)展,我們的日常生活中出現(xiàn)了各種各樣功能強(qiáng)大的顯示系統(tǒng)。本文主要以液晶顯示技術(shù)的基本原理為理論基礎(chǔ),探討并比較了單片機(jī)和ARM微處理器作為液晶顯示控制系統(tǒng)各自的優(yōu)缺點(diǎn),并設(shè)計(jì)和完成了~套基于ARM微處理器的液晶顯示控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)以Samsung公司的ARM微處理器芯片S3C4510B為CPU,根據(jù)ARM微處理器的特點(diǎn),本文系統(tǒng)地分析了電源及復(fù)位電路、晶振電路、Flash 存儲(chǔ)器接口電路、SDRAM存儲(chǔ)器接口電路、串行接口電路、JTAG接口電路以及10M/100M以太網(wǎng)接口電路的設(shè)計(jì)方法。同時(shí),重點(diǎn)描述了液晶顯示模塊電路和鍵盤控制電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。在各個(gè)部分硬件電路的調(diào)試成功過后,介紹了Bootloader的下載以及uClinux操作系統(tǒng)的下載和編譯。在液晶顯示控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)部分,本文重點(diǎn)分析了在uClinux操作系統(tǒng)下進(jìn)行的用戶程序的開發(fā)。根據(jù)液晶顯示模塊的特點(diǎn)和對(duì)鍵盤控制電路的I/O口配置,對(duì)整個(gè)顯示控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)作出了一定的分析。最終通過對(duì)系統(tǒng)的調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了ARM微處理器系統(tǒng)對(duì)LCD液晶顯示器的顯示控制。
標(biāo)簽: ARM 液晶顯示 控制設(shè)計(jì)
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Internet現(xiàn)已成為社會(huì)重要的信息流通渠道。嵌入式系統(tǒng)能夠連接到 Internet上面將信息傳送到幾乎世界上的任何一個(gè)地方。嵌入式設(shè)備與Internet的結(jié)合代表著嵌入式系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的真正未來。隨著IPv6的應(yīng)用,設(shè)備都可能獲得一個(gè)全球唯一的IP地址,通過IP地址和互聯(lián)網(wǎng)相連成為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。因此隨著電子技術(shù)和Internet技術(shù)的發(fā)展使的家用電子電器產(chǎn)品步向智能化網(wǎng)絡(luò)化的智能家居方向。智能家居是集成微電子技術(shù)與控制技術(shù)當(dāng)前嵌入式系統(tǒng)典型的代表。 本文將嵌入式技術(shù)與電力載波通信協(xié)議X-10技術(shù)結(jié)合起來來實(shí)現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng),著重研究智能家居控制系統(tǒng)的核心一基于ARM核的智能家居網(wǎng)關(guān)軟硬件設(shè)計(jì)。智能家居網(wǎng)關(guān)是一個(gè)嵌入式WEB服務(wù)器,用戶通過登陸智能家居網(wǎng)關(guān)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居網(wǎng)關(guān)的遠(yuǎn)程控制操作,智能家居網(wǎng)關(guān)將接收到的用戶命令進(jìn)行“翻譯”之后向家庭電力線發(fā)送X-10指令,實(shí)現(xiàn)對(duì)家庭設(shè)備的控制。 本文首先分析基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的原理及X-10技術(shù);然后給出具體基于ARM平臺(tái)的硬件電路設(shè)計(jì),本文在以LPC2210為處理器實(shí)現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,給出詳細(xì)設(shè)計(jì)步驟與過程。本系統(tǒng)主要電路包括有電源電路、鍵盤電路、LCD顯示電路、存儲(chǔ)電路、網(wǎng)口電路、及X-10電力載波電路等等;其次ARM平臺(tái)軟件實(shí)現(xiàn)是本文的一個(gè)重點(diǎn)。本文主要分三步來實(shí)現(xiàn):第一步實(shí)現(xiàn)了在LPC2200系列處理器上的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ的移植、第二步實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧LWIP在嵌入式操作系統(tǒng)上的移植、第三步實(shí)現(xiàn)WEB服務(wù)器的組建以及應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)。最后系統(tǒng)在搭建完軟硬件平臺(tái)之后,進(jìn)入調(diào)試結(jié)果環(huán)節(jié)。系統(tǒng)運(yùn)行后本人使用本地示波器觀看波形,然后通過對(duì)波形的解析與X-10指令的對(duì)照來驗(yàn)證基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的可行性,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了X-10信息家電與Internet的互連控制。
標(biāo)簽: ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-06-04
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軟開關(guān)技術(shù)是電力電子裝置向高頻化、高功率密度化發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù),已成為現(xiàn)代電力電子技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。微處理器的出現(xiàn)促進(jìn)了電力電子變換器的控制技術(shù)從傳統(tǒng)的模擬控制轉(zhuǎn)向數(shù)字控制,數(shù)字控制技術(shù)可使控制電路大為簡(jiǎn)化,并能提高系統(tǒng)的抗干擾能力、控制靈活性、通用性以及智能化程度。本文提出了一種利用耦合輸出電感的新型次級(jí)箝位ZVZCS PWM DC/DC變換器,其反饋控制采用數(shù)字化方式。 論文分析了該新型變換器的工作原理,推導(dǎo)了變換器各種狀態(tài)時(shí)的參數(shù)計(jì)算方程;設(shè)計(jì)了以ARW芯片LPC2210為核心的數(shù)字化反饋控制系統(tǒng),通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了PWM移相控制信號(hào)的輸出;運(yùn)用Pspice9.2軟件成功地對(duì)變換器進(jìn)行了仿真,分析了各參數(shù)對(duì)變換器性能的影響,并得出了變換器的優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù);最后研制出基于該新型拓?fù)浜蛿?shù)字化控制策略的1千瓦移相控制零電壓零電流軟開關(guān)電源,給出了其主電路、控制電路、驅(qū)動(dòng)電路、保護(hù)電路及高頻變壓器等的設(shè)計(jì)過程,并在實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上測(cè)量出了實(shí)際運(yùn)行時(shí)的波形。 理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該變換器拓?fù)淠軐?shí)現(xiàn)超前橋臂的零電壓開關(guān),滯后橋臂的零電流開關(guān);采用ARM微控制器進(jìn)行數(shù)字控制,較傳統(tǒng)的純模擬控制實(shí)時(shí)反應(yīng)速度更快、電源穩(wěn)壓性能更好、外圍電路更簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)更靈活等,為實(shí)現(xiàn)智能化數(shù)字電源創(chuàng)造了基礎(chǔ),具有廣泛的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
上傳時(shí)間: 2013-08-03
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本 文針對(duì)園林花木苗圃廠的澆水灌溉供水系統(tǒng)存在著用水量較大和自動(dòng)控制水平較低等問題,應(yīng)用可編程控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)灌溉供水系統(tǒng)的自動(dòng)監(jiān)控;采用變頻技術(shù),利用水壓自動(dòng)調(diào)整水泵轉(zhuǎn)速,實(shí)現(xiàn)節(jié)約水電;從而達(dá)到了灌溉供
標(biāo)簽: PLC 變頻器 中的應(yīng)用 自動(dòng)控制
上傳時(shí)間: 2013-05-27
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大圓機(jī)是一種涉及到計(jì)算機(jī)、機(jī)械、電子、控制等諸多領(lǐng)域,比較復(fù)雜的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品。近幾年來,伴隨著我國(guó)針織行業(yè)的快速發(fā)展,大圓機(jī)的需求日益加大,傳統(tǒng)的基于MCU面板控制和采用薄膜按鍵方式的大圓機(jī)控制系統(tǒng)已經(jīng)無法滿足需求。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展,嵌入式技術(shù)以其高集成度和高穩(wěn)定性、高性價(jià)比在工控領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。 近幾年,隨著嵌入式技術(shù)的發(fā)展,對(duì)人機(jī)界面的要求越來越高,友好的圖形人機(jī)界面為嵌入式系統(tǒng)的人機(jī)交互提供了豐富的圖形圖像信息。uC/GUI是一款不僅可以實(shí)現(xiàn)快速開發(fā),而且能夠提供低功耗型GUI支持的嵌入式GUI軟件。用戶可以使用它方便地定制出自己的圖形用戶界面,完成各種應(yīng)用程序的開發(fā)。因此已經(jīng)被越來越多的領(lǐng)域所采用。 本文在對(duì)大圓機(jī)系統(tǒng)的功能和控制要求進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出了一個(gè)以ARM微處理器和CPLD器件為中心構(gòu)建硬件平臺(tái)、基于uC/OS-Ⅱ和uC/GUI的嵌入式大圓機(jī)控制系統(tǒng)解決方案。 此方案中的硬件平臺(tái)由主CPU核心應(yīng)用系統(tǒng)電路、人機(jī)交互接口電路、協(xié)處理器CPLD模塊電路等部分組成。主CPU采用Samsung公司的基于ARM7內(nèi)核的S3C44BOX處理器,人機(jī)交互接口電路采用觸摸屏和LCD液晶顯示器,為了解決閉環(huán)控制的問題,采用了CPLD作為協(xié)處理器,進(jìn)行外圍擴(kuò)展構(gòu)成控制電路,軟件部分包括uC/OS-Ⅱ、Boot Loader、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序、人機(jī)界面和主控制應(yīng)用程序等。其中Boot Loader支持系統(tǒng)啟動(dòng),程序下載到RAM執(zhí)行和燒寫到Flash存儲(chǔ)器等功能,而人機(jī)界面和主控制應(yīng)用程序則基于設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)了對(duì)于大圓機(jī)系統(tǒng)的控制。 與傳統(tǒng)的基于MCU或工控機(jī)的大圓機(jī)控制系統(tǒng)相比,基于此設(shè)計(jì)方案實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)具有低成本、高集成度和高性能等特點(diǎn),具有較大的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽: CPLD ARM 控制系統(tǒng)
上傳時(shí)間: 2013-07-13
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本文首先從數(shù)控系統(tǒng)的組成與特點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析,然后對(duì)運(yùn)動(dòng)控制卡在整個(gè)系統(tǒng)中承擔(dān)功能進(jìn)行了分析。根據(jù)數(shù)字型號(hào)處理器件的快速運(yùn)算能力和現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件的靈活、通用性提出了基于DSP器件和FPGA器件進(jìn)行總體設(shè)計(jì)的規(guī)劃。 本文重點(diǎn)詳細(xì)闡述了四軸運(yùn)動(dòng)控制卡硬件電路的設(shè)計(jì)。通過對(duì)現(xiàn)有部分PC總線的介紹與比較,設(shè)計(jì)選擇了PCI總線作為上位PC與運(yùn)動(dòng)控制卡的通信總線,并且選擇PCI9052芯片來設(shè)計(jì)PCI接口模塊;基于DSP器件的特點(diǎn),設(shè)計(jì)選擇了TMS320LF2407芯片為核心,進(jìn)行運(yùn)算控制單元的設(shè)計(jì),同時(shí)對(duì)其主要內(nèi)部資源進(jìn)行了分配。最后,根據(jù)硬件的原理圖,完成了具體電路板的制作。 對(duì)軟件設(shè)計(jì),文章主要對(duì)插補(bǔ)算法在DSP上的實(shí)現(xiàn)作了一些探討。介紹了兩種加速模式:梯形加速模式和s曲線加速模式。就逐點(diǎn)比較法直線和圓弧插補(bǔ)算法以及數(shù)字積分插補(bǔ)原理也進(jìn)行了分析。最終,提出總體程序流程控制、速度控制算法、插補(bǔ)算法等的程序設(shè)計(jì)框架,并進(jìn)行了具體程序設(shè)計(jì)。
標(biāo)簽: FPGA DSP 四軸 運(yùn)動(dòng)控制卡
上傳時(shí)間: 2013-05-31
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該課題通過對(duì)開放式數(shù)控技術(shù)的全面調(diào)研和對(duì)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的深入研究,并針對(duì)國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的研究起步較晚的現(xiàn)狀,結(jié)合激光雕刻領(lǐng)域的具體需要,緊跟當(dāng)前運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)研究的發(fā)展趨勢(shì),吸收了世界開放式數(shù)控技術(shù)和相關(guān)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)的最新成果,采納了基于DSP和FPGA的方案,研制了一款比較新穎的、功能強(qiáng)大的、具有很大柔性的四軸多功能運(yùn)動(dòng)控制卡.該論文主要內(nèi)容如下:首先,通過對(duì)制造業(yè)、開放式數(shù)控系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)控制卡等行業(yè)現(xiàn)狀的全面調(diào)研,基于對(duì)運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)控制技術(shù)的深入學(xué)習(xí),在比較了幾種常用的運(yùn)動(dòng)控制方案的基礎(chǔ)上,確定了基于DSP和FPGA的運(yùn)動(dòng)控制設(shè)計(jì)方案,并規(guī)劃了板卡的總體結(jié)構(gòu).其次,針對(duì)運(yùn)動(dòng)控制中的一些具體問題,如高速、高精度、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性、實(shí)時(shí)控制以及多軸聯(lián)動(dòng)等,在FPGA上設(shè)計(jì)了功能相互獨(dú)立的四軸運(yùn)動(dòng)控制電路,仔細(xì)規(guī)劃并定義了各個(gè)寄存器的具體功能,設(shè)計(jì)了功能完善的加/減速控制電路、變頻分配電路、倍頻分頻電路和三個(gè)功能各異的計(jì)數(shù)器電路等,完全實(shí)現(xiàn)了S-曲線升降速運(yùn)動(dòng)、自動(dòng)降速點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、A/B相編碼器倍頻計(jì)數(shù)電路等特殊功能.再次,介紹了DSP在運(yùn)動(dòng)控制中的作用,合理規(guī)劃了DSP指令的形成過程,并對(duì)DSP軟件的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了框架性的設(shè)計(jì).然后,根據(jù)光電隔離原理設(shè)計(jì)了數(shù)字輸入/輸出電路;結(jié)合DAC原理設(shè)計(jì)了四路模擬輸出電路;實(shí)現(xiàn)了PCI接口電路的設(shè)計(jì);并針對(duì)常見的干擾現(xiàn)象,提出了有效的抗干擾措施.最后,利用運(yùn)動(dòng)控制卡強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)控制功能,并針對(duì)激光雕刻行業(yè)進(jìn)行大幅圖形掃描時(shí)需要實(shí)時(shí)處理大量的圖形數(shù)據(jù)的特別需要,在板卡第四軸完全實(shí)現(xiàn)了激光控制功能,并基于FPGA內(nèi)部的16KBit塊RAM,開辟了大量數(shù)據(jù)區(qū)以便進(jìn)行大幅圖形的實(shí)時(shí)處理.
標(biāo)簽: FPGA DSP 運(yùn)動(dòng)控制
上傳時(shí)間: 2013-06-09
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