无刷直流电机的无传感器 DSP 控制

无刷直流电机的无传感器 DSP 控制

一、无刷直流电机的无位置传感器DSP控制(论文文献综述)

刘芮伶[1](2021)在《电动汽车BLDC驱动系统位置传感器容错控制研究》文中指出无刷直流电动机(Brushless DC motor,BLDC)具有功率密度高、效率高等优点,常用作电动汽车的驱动电机。BLDC长期在复杂恶劣的工作环境下运行,位置传感器极易发生故障,引起电机电流异常、转矩脉动剧烈和调速失控等问题,严重时甚至危害驾驶人员安全。因此,为提高电动汽车安全运行的可靠性,本文对BLDC的位置传感器故障诊断和容错控制算法进行了详细研究,具体工作如下:首先,根据BLDC的基本结构和工作原理,建立数学模型。针对常见位置传感器故障信号的特征,将其分为五类故障,并建立带故障的BLDC伺服控制系统模型,最终通过Simulink验证故障模型的有效性。仿真结果表明单相和多相传感器故障均会影响电机的调速性能。BLDC伺服控制系统的故障模型为后续位置传感器的故障诊断与容错控制研究提供了基础。其次,针对传统滑模观测器存在抖振问题,将改进型自适应滑模观测器用于位置传感器的故障诊断。采用分段函数取代传统滑模观测器的切换函数,引入幂次趋近律以改善观测器性能,并将在线估计的电阻与电感参数用于滑模观测器增益矩阵的自适应调整。最终分别采用基于转速残差和相位差分析的方法进行故障诊断。通过仿真结果,表明所述方法能有效削弱观测器估计值抖振,提高故障诊断方法的精确性。然后,研究了位置传感器故障容错控制方法,以提升电机驱动系统的可靠性。针对单相位置传感器故障,以另两相正常信号为参考,通过时间间隔替换法进行容错;对于两相和三相故障,则采用基于线反电势过零点检测重构霍尔信号的方法进行容错控制。仿真结果表明电机能正常运行,验证了上述容错控制算法的有效性和可行性。最后,搭建BLDC容错控制系统实验平台。在硬件设计和容错算法设计的基础上,将本文提出的故障诊断与容错控制方法应用于该平台,并通过实验结果分析证明其可行性与实用性,且具有一定的工程应用价值。

周运逸[2](2021)在《无刷直流电机无位置传感器控制系统的研究与实现》文中研究表明无刷直流电机(Brushless Direct Current Motor,BLDCM)凭借其高效节能等优点,在电气传动领域拥有极大发展潜力。BLDCM控制系统都需要安装在电机内部的位置传感器提供转子位置信息,用来电机正常运行时的换相,但电机内部安装位置传感器之后会增加电机的尺寸和成本,并且增加制造难度和维修难度,因此在BLDCM控制系统中采用无位置传感器控制技术是现在研究的热点。本文研究了BLDCM一种新的检测转子位置方法:非导通相PWM期间端电压比较的过零点检测法,并且探索了应用于该方法的快速启动过程,在完成硬件设计和软件设计的基础上,验证上述方法的可行性和稳定性,论文主要完成以下几个方面内容:(1)首先,分析了BLDCM工作原理与数学模型,在此基础上分析了在两两导通模式下的五种PWM调制方式;(2)在电机换相过程中,在分析传统的反电动势过零检测法的缺点和不足的基础上进行改进,采用一种非导通相PWM期间端电压比较的过零点检测法,该方法因为不需要对端电压的滤波从而不会造成换相过程中的相位延迟,能比较准确的检测反电动势过零点信号;(3)电机启动是BLDCM无位置传感器控制的一个难点,文章介绍了两种启动方法,先是分析了基于短时脉冲检测的启动方法,该方法能确保电机可靠启动;然后是介绍了一种基于两个导通状态的快速启动方法,该方法的特点是克服了传统三段式启动速度慢的问题,电机能快速的到达给定速度;(4)针对BLDCM无位置传感器控制系统进行硬件设计,其中包括STM32F103C8T6外围电路、电源电路、全桥式逆变电路及其驱动电路、反电动势过零点检测电路、辅助电路以及保护电路等;(5)基于IAR开发环境下完成对无位置传感器控制系统的软件设计,首先分析了软件设计中的主程序及中断服务程序,再详细阐述各项子程序的设计。最后,搭建实验平台对本文方法进行实验验证,对比较器输出波形和速度响应波形进行分析,充分说明了非导通相PWM期间端电压比较的过零点检测法和基于两个导通状态的快速启动方法的可行性。

梁超[3](2021)在《多电飞机用大功率高压直流电机控制技术研究》文中指出多电飞机(More Electric Aircraft,MEA)已成为当今航空领域的研究热点。目前多电飞机多采用高压270V直流电作为主电源,为大功率机电作动器(Electro-mechanical Actuator,EMA)提供动力。无刷直流电机(Brushless DC Motor,BLDCM)具有效率高、功率密度大、可靠性高等优点,成为多电飞机上襟翼、缝翼、副翼、全电刹车、舰载机机翼折叠、起落架收放以及战斗机座舱盖收放等大功率EMA驱动电机的最佳选择。由于受飞机恶劣工作环境和有限空间的限制,取消位置传感器的大功率无刷直流电机更加适用于多电飞机;另外BLDCM还存在转矩脉动较大的问题。因此针对多电飞机用7.5k W/270V大功率高压无刷直流电机,开展无位置传感器控制和转矩脉动抑制的研究,对推动多电飞机的发展具有重要意义。论文主要内容及成果如下:首先,建立无刷直流电机线电压模型,利用线反电动势过零点即换相点的原理实现无位置传感器控制。对传统滑模观测器抖振产生的原因进行分析,采用幂次趋近律和双曲正切函数削弱抖振,解决因去除高频抖振信号的低通滤波器带来的相位延迟问题。其次,采用磁链自控的直接转矩控制系统抑制转矩脉动。由于非零电压空间矢量在切换到传统零矢量时,续流现象使电机处于能馈制动状态,导致较大的转矩脉动。通过采用新型零矢量减小转矩脉动。采用三段式启动,避免电机静止时无法根据线反电动势选择电压空间矢量,也无法计算转矩的问题。再次,采用MATLAB/Simulink进行无刷直流电机控制技术仿真。通过观测不同负载和不同转速下的线反电动势波形,验证了改进的滑模观测器能够很好削弱抖振现象;通过分析负载为40 N?m、转速由1500r/min变为700r/min的电磁转矩波形,验证了新型零矢量能够进一步抑制转矩脉动。最后,基于TMS320F28335设计了电机控制系统的硬件电路和软件程序。采用航空工业某公司生产的7.5k W/270V无刷直流电机,在负载分别为10 N?m、20 N?m和40N?m的负载、转速由1500r/min变为700r/min进行实物验证。试验结果表明,改进的滑模观测器能实现电机正常换相工作;采用新型零矢量较传统零矢量,在不同转速和不同负载下,转矩脉动范围均能减小。综上,论文通过理论分析、数字仿真和试验,验证了改进滑模观测器可获得无高频抖振的线反电动势,实现无位置传感器控制;采用新型零矢量的直接转矩控制,能进一步减小转矩脉动。本文成果可为大功率高压无刷直流电机在多电飞机上的应用提供支持。

陈伟[4](2021)在《永磁同步电机系统无位置传感器带速重投控制》文中指出永磁同步电机具有高功率密度、高可靠性等优点,被广泛应用于电动汽车、轨道交通等领域。在永磁同步电机无位置传感器控制系统中,当主电源出现过压过流现象时,控制系统中的保护机制会自动切断主电源对电机逆变器的供电,使电机在负载作用下减速运行。当主电源恢复供电后,若永磁同步电机仍处于旋转状态,则在逆变器输出驱动脉冲前,必须获得准确的转子位置信息,否则,逆变器输出电压将与电机反电动势幅值相位不匹配,产生较大的冲击电流。因此,如何获取电机重投时的转子位置信息变得至关重要。本文介绍了永磁同步电机系统带速重投控制的研究现状,并对现有的控制方法进行分类总结。在低速工况下的带速重投控制中,需要等待主电源恢复供电后才能检测转子位置信息,且当主电源断电时间大于半个电周期时,则通过电感法获得转子位置后必须重新进行一次极性判断,从而降低了永磁同步电机带速重投的快速性。针对上述问题,本文提出了控制电源供电的超高频正弦信号注入的带速重投控制方法。在主电源断电后,将超高频正弦信号通过高频信号注入模块耦合到定子绕组,利用高频信号检测模块提取定子绕组中的超高频正弦信号,通过对提取的超高频正弦信号运算处理后可以获得定子绕组电感的大小关系,利用定子绕组电感随转子位置的变换关系,即可以获得转子位置信息。相对于传统的低速工况下的带速重投控制,在主电源断电期间,提出的方法可以接替传统高频信号注入法连续检测转子位置,避免了丢失转子极性。当主电源恢复供电后,将当前的转子位置信息作为锁相环的初始值,使锁相环输出的转子位置快速收敛到实际转子位置,从而控制永磁同步电机立即恢复正常运行。为了验证提出方法的可行性与优越性,本文搭建了控制系统的实验平台,并在该实验平台进行了不同工况的实验验证。实验结果表明,在主电源断电后,提出的方法可以连续检测转子位置,避免了丢失转子极性,且在主电源恢复供电后,可以使永磁同步电机快速重投。

姚记亮[5](2020)在《无刷直流电机全速范围内无位置控制》文中研究表明传统的无刷直流电机控制系统,通过位置传感器获取换相信号和速度反馈信号进行控制。但位置传感器的存在使电机体积增大、引线增多、可靠性降低,限制了电机在很多场合的使用,所以无位置控制技术成为当前研究热点。另外,随着无刷直流电机应用环境越来越复杂,控制系统经常受到外部不确定扰动和内部参数摄动的影响,因此需要研究新型的高性能控制算法,以提高控制系统的性能和品质。本文在上述目标的要求之下,着眼于提高无刷直流电机无位置控制系统的性能,进行了如下几个方面的讨论和研究。首先,简述了无刷直流电机的工作原理和数学模型,分析了电机通过线反电动势换相的原理和转速计算公式,为无刷直流电机线反电动势滑模观测器算法和滑模变结构控制算法提供了研究基础。其次,结合无刷直流电机的数学模型和滑模控制理论,推导了可直接观测出电机线反电动势的传统滑模观测器。针对传统滑模观测器系统抖振过大造成的电机换相信号不准确问题,提出一种改进滑模观测器,该观测器采用光滑连续的sigmoid函数作为系统切换函数,并根据Lyapunov定理推导出可随转速变化的滑模增益。将线反电动势观测值计算出的速度信号用于电机速度闭环控制时,针对传统速度闭环控制中PID调节器易受外部扰动和电机参数变化的影响,设计了基于幂次趋近律的速度滑模控制器,实现了电机的速度鲁棒控制。同时,无位置控制时电机无法自启动,采用了适合本控制系统的三段式启动方式。最后,在MATLAB/Simulink环境下搭建系统仿真模型进行了仿真分析,以DSP-TMS320F28335作为控制核心搭建了控制系统实验平台,进行了实验验证。仿真和实验结果表明:与传统滑模观测器相比,改进滑模观测器在400r/min和3000r/min时线反电动势观测误差峰值分别降低了70%和54.8%,获得了准确的换相信号;同时,相较于速度PID控制,速度滑模控制响应快、超调量小,对电机内部参数变化和外部扰动有很强的鲁棒性,提高了无刷直流电机无位置控制系统的性能。

李泽霖[6](2019)在《基于改进神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制》文中研究说明无刷直流电机是一种原理简单、结构紧凑、运行高效、稳定可靠的电能/动能转换装置,在工业控制、航空航天、农业科技、通信、医疗等领域得到广泛应用。无刷直流电机去除了有刷直流电机中的换向器,利用传感器检测转子位置实现换向。但由于传感器的存在,在一定程度上增大了电机体积和研发成本,限制了其应用领域。因此,研究在没有位置传感器情况下的无刷直流电机控制技术是一项非常具有挑战性和实用意义的工作。当不具有位置传感器时,转子位置信号无法直接测得,只能采用间接的检测方式,利用与位置信号有紧密联系的电压、电流等信号映射得到转子位置信号,这属于典型的非线性系统辨识过程。在众多系统辨识方法中,人工神经网络由于良好的自学习、自组织能力,以及可以在任意精度实现非线性映射的特性,成为一种非常重要的系统辨识工具。而研究如何利用人工神经网络实现无刷直流电机无位置传感器控制也成为了人们关注的热点。本文首先参阅了大量与无刷直流电机无位置传感器控制相关的国内外文献,然后详细分析了无刷直流电机的系统结构和工作原理,进而建立了电机微分方程和传递函数。在此基础上阐明了利用人工神经网络实现无刷直流电机无位置传感器控制的原理。其次,在对传统反电动势、磁链估计等无位置传感器控制方法进行详细分析的基础上,建立了利用RBF(Radial Basis Function)神经网络实现电机相电压、相电流与功率器件换向信号之间的非线性辨识模型。同时提出了基于K交叉验证原理的网络结构和参数优化方法,以及网络训练算法中学习率的自适应调整策略。MATLAB/Simulink平台下的仿真实验表明,本文提出的基于改进RBF神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制方法具有较好的性能,换向信号准确,无滞后,调速性能良好。最后,本文在无刷直流电机系统结构原理以及RBF神经网络辨识模型的基础上,设计了以TMS320F2812为控制核心的硬件系统,详细介绍了器件选型、驱动电路、检测电路以及抗干扰措施的设计。同时,本文简要介绍了嵌入式软件程序的设计思想并给出了流程图。实验结果表明,本文设计的硬件系统能够较为准确的得到换向信号,软件程序运行流畅,符合设计要求。

杨权[7](2019)在《电动车窗无刷直流电机控制系统设计》文中进行了进一步梳理随着汽车行业的高速发展,汽车电子的相关研究受到了人们的关注。传统的汽车车窗使用有刷直流电机作为驱动源,整个车窗控制系统存在效率低、寿命短、控制精度低等问题。本课题将无刷直流电机代替有刷电机应用于车窗控制系统,研究了无刷直流电机控制算法,并实现了车窗的相关功能。本文主要研究内容如下:(1)根据车窗电机的工作需求,选择合适的无刷直流电机作为控制对象。分析车窗的基本功能和防夹要求,并对车窗控制器的整体方案进行设计。(2)根据无刷直流电机的数学模型,设计了无刷直流电机的单闭环和双闭环PI控制系统,并对PI参数进行整定。将模糊控制算法和双闭环PI控制系统相结合,设计模糊自适应PI算法用于无刷直流电机控制,并对控制效果进行仿真比较。(3)设计制作车窗控制器的硬件和软件部分。以TI公司的TMS320F28335作为主控芯片,硬件整体方案包括DSP芯片的最小系统、功率放大电路、供电电源电路、检测与保护电路等。软件系统由无刷直流电机的驱动程序和车窗控制程序组成。(4)完成整个控制器的制作,设计搭建实验平台,实验平台设计包括上位机和下位机两部分,可对实验过程中电机的电流、转矩等参数进行采集处理。最后在实验平台上完成对控制器的性能和车窗控制功能的测试,将测试结果与设计指标进行比较分析。

史传洲[8](2019)在《基于检测三相电励磁双凸极电机端电压的无位置传感器技术研究》文中研究表明电励磁双凸极电机因其结构简单可靠、易于高速运行、调速性能好等优点,在航空航天等高要求领域中得到了广泛应用。但恶劣的工作环境、安装工艺复杂等不利因素限制了位置传感器的应用,因此本课题以一台18kW三相12/8极电励磁双凸极电机为研究对象,对其无位置传感器电动控制技术进行了研究,并对该技术在不同工作状态下受到的影响进行了分析及验证。首先介绍了本文研究对象的本体结构,之后推导了电励磁双凸极电机的数学模型,利用有限元仿真数据搭建了电机的电感模型,最后推导了电机的三状态电动控制策略,为之后的无位置传感器技术研究提供了理论基础。其次,本文主要研究了基于双凸极电机端电压滤波的无位置传感器技术。首先对电机的端电压进行了分析,利用高阶低通数字滤波与坐标变换法提取端电压中的基波分量,对不同转速下的坐标变换角选取进行了详细分析,从而获取准确的转子换相信号。并设置多套不同截止频率的滤波器来对端电压进行滤波,引入一个基于转速的滞环控制实现不同截止频率的滤波器之间的平滑切换,实现了电机宽转速范围的平稳运行。然后,针对不同直流母线电压值与不同相电流斩波限,对本课题所提无位置控制方法造成的影响进行了仿真分析,为之后的实验调试打下了基础。并分析了主功率开关管的斩波方式选择对该无位置传感器控制方法的影响,指出了该方法可以避免电机电动运行时开关管不同斩波方式对换相信号获取的影响。最后,在实验平台上对本课题所提无位置控制方法的可行性进行了实验验证与分析,关于不同工作状态对该无位置方法的影响,通过实验验证了理论分析的准确性。

张敬硕[9](2018)在《无刷直流电机无位置传感器控制方法研究》文中研究表明无刷直流电机不但具有感应电动机结构简单、运行可靠、维护方便等优点,而且具有传统有刷直流电机机械效率高、调速性能好、启动转矩大等优点,在近几十年来得到了飞速的发展和广泛的应用。无刷直流电机运行时.需要获取转子位置,转子位置的获取有无位置传感器方式和有位置传感器方式两种方法。位置传感器方式具有很多缺点。无位置传感器方式通过设计电路对电压或电流等参数进行采集和计算而间接的获取转子位置,克服了有位置传感器的许多弊端,成为了高校、企业、科研机构的研究热点。论文首先阐述了无刷直流电机的背景情况和研究意义,并且对无刷直流电机的研究现状和发展趋势进行了分析。其次分析了无刷直流电机的结构和运行原理,并且在此基础上建立了无刷直流电机的数学模型。再次对反电势过零检测法无位置传感器控制的原理以及过零检测电路的设计进行了详细的分析和研究。针对在低速和无速度情况下无法检测反电动势的问题,采用了三段式启动法进行启动。通过Matlab/Simulink构建了仿真模型,采用模块化方法分别构建了 Matlab仿真模块。最后,基于TMS320F28335搭建了无刷直流电机无位置传感器控制系统的软件和硬件平台,硬件电路包括控制电源电路、信号采集电路、保护电路、PWM驱动电路等。软件设计以CCS为平台,通过C语言和汇编语言混合的编程方式,采用模块化编程思想编写了控制系统程序。仿真与实验结果和理论分析一致。

苏坚坚[10](2018)在《基于核岭回归的直流电机测速技术及实现》文中提出直流电机凭借自身的技术优势和卓越性能,已经在工业上得到广泛应用。直流电机一般采用速度反馈方式来实现闭环控制,这就需要速度检测。有位置传感器方法需要在电机定子上安装机械传感器,导致电机整体体积大和系统成本增加,且速度检测的可靠性容易受工作环境影响。无位置传感器技术通过测量电机的电流和电压来估计电机的转速和位置,避免了机械传感器带来的问题。电机模型法的建模精度会受到参数变化影响,导致转速估计有误差。有刷直流电机的脉冲检测法和无刷直流电机的反电动势法,通过电流或电压的波形估计转子位置而不依赖精确的数学模型。本文分别采用有刷直流电机和无刷直流电机为对象,围绕这类无位置传感器的速度检测方法展开了研究:首先,以有刷直流电机为研究对象,脉冲检测法根据有刷直流电机的换向电流纹波与转速成正比的原理,检测电流纹波的零点来计算电流频率,电流中的噪声成分对波形造成影响,导致有的脉冲幅值太低或没有过零点,容易被漏检,使得无法准确测速。针对这个问题,设计了电流分类器用于判别顶点与非顶点,获得准确的转子位置,设计了多个特征来监测电流波形变化趋势,这些特征受到噪声的影响各不相同。在样本数量有限和有噪声污染的情况下,采用了核岭回归方法来训练分类器,提高了泛化能力和非线性建模精度。然后,以无刷直流电机为研究对象,无刷直流电机端电压信号中的检测噪声、突发噪声导致反电动势出现假性过零点,使得转子位置被检测错误。针对这个问题设计了反电动势分类器来判别零点与非零点,获得准确的换相时刻。针对反电动势分类器模型的非线性强干扰问题,采用了核岭回归方法来求解分类器模型,提高建模精度。最后,设计了以TMS320F28335DSP为核心的有刷直流电机实验平台,以CCS3.3为软件开发工具编写程序,通过Matalb离线训练获得分类器参数,验证该有刷直流电机的控制算法,实验结果说明了这种速度检测方法准确性较高。设计了以TMS320F28335DSP为核心的无刷直流电机实验平台,并编写程序验证所述无刷直流电机控制算法,实验结果表明这种方法对无刷直流电机的转子位置检测效果良好。文末,总结了课题研究工作,提出了本课题研究的进一步发展方向。

二、无刷直流电机的无位置传感器DSP控制(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、无刷直流电机的无位置传感器DSP控制(论文提纲范文)

(1)电动汽车BLDC驱动系统位置传感器容错控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 电动汽车电机驱动系统技术发展
        1.2.2 传感器故障诊断及容错控制的研究现状
    1.3 主要研究内容与章节安排
2 BLDC工作原理及位置传感器故障建模分析
    2.1 引言
    2.2 BLDC的基本结构及工作原理
        2.2.1 电机的基本结构
        2.2.2 电机的基本工作原理
    2.3 BLDC数学模型
    2.4 霍尔位置传感器故障建模分析
        2.4.1 霍尔位置传感器常见故障
        2.4.2 霍尔位置传感器故障建模
        2.4.3 传感器故障的仿真分析
    2.5 本章小结
3 BLDC位置传感器故障诊断方法研究
    3.1 引言
    3.2 基于改进型自适应滑模观测器的BLDC控制原理
        3.2.1 滑模控制原理
        3.2.2 传统滑模观测器
        3.2.3 改进型自适应滑模观测器设计
        3.2.4 改进型自适应滑模观测器与传统滑模观测器的对比
    3.3 霍尔位置传感器的故障诊断方法
        3.3.1 基于转速残差的故障诊断
        3.3.2 基于相位差分析的故障诊断
    3.4 故障诊断方法的仿真验证
    3.5 本章小结
4 BLDC位置传感器容错控制研究
    4.1 引言
    4.2 单相霍尔位置传感器故障的容错控制
        4.2.1 基于时间周期替换的容错方法
        4.2.2 单相传感器故障的容错控制仿真分析
    4.3 多相霍尔位置传感器故障的容错控制
        4.3.1 基于重构霍尔信号的容错控制方法
        4.3.2 多相传感器故障的容错控制仿真分析
        4.3.3 容错控制性能分析
    4.4 本章小结
5 BLDC故障诊断与容错控制实验研究
    5.1 系统硬件组成
        5.1.1 DSP控制模块
        5.1.2 驱动电路
        5.1.3 检测电路
    5.2 系统软件部分
        5.2.1 系统软件的开发环境
        5.2.2 主程序与中断服务子程序
        5.2.3 容错算法软件程序设计
    5.3 实验结果分析
    5.4 本章小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及成果
致谢

(2)无刷直流电机无位置传感器控制系统的研究与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 目前无刷直流电机控制研究方向
        1.2.1 转矩脉动抑制
        1.2.2 无位置传感器控制
    1.3 无刷直流电机无位置传感器控制国内外研究概况
        1.3.1 无刷直流电机无位置传感器控制方法
        1.3.2 无刷直流电机无位置传感器启动方法
    1.4 本文主要研究内容
第二章 无刷直流电机数学模型及工作原理
    2.1 无刷直流电机控制系统组成
        2.1.1 无刷直流电机本体
        2.1.2 转子位置传感器
        2.1.3 电机控制器
    2.2 无刷直流电机工作原理
    2.3 无刷直流电机的数学模型
        2.3.1 电压方程
        2.3.2 电磁转矩和运动方程
        2.3.3 反电动势方程
    2.4 无刷直流电机的PWM调制方式
    2.5 本章小结
第三章 无刷直流电机无位置传感器控制方法
    3.1 非导通相PWM期间端电压比较的过零点检测
        3.1.1 传统反电动势过零点检测法
        3.1.2 非导通相PWM期间端电压比较的过零点检测法
    3.2 无刷直流电机无位置传感器启动方法研究
        3.2.1 基于短时脉冲检测的启动方法
        3.2.2 基于两个导通状态的快速启动方法
    3.3 本章小结
第四章 无刷直流电机无位置传感器硬件设计
    4.1 无刷直流电机控制器整体硬件结构框图
    4.2 辅助电源电路设计
    4.3 主回路硬件设计
    4.4 控制回路硬件设计
        4.4.1 微处理器及其外围电路
        4.4.2 驱动电路
        4.4.3 直流母线电流检测及过流保护电路
        4.4.4 反电动势检测电路
        4.4.5 霍尔信号检测电路
        4.4.6 调速及电子刹车电路
    4.5 本章小结
第五章 无刷直流电机无位置传感器软件设计
    5.1 STM32 软件开发平台介绍
    5.2 系统主程序设计
    5.3 系统中断程序设计
    5.4 子程序程序设计
        5.4.1 电机启动子程序
        5.4.2 连续换相子程序
        5.4.3 双闭环调节子程序
        5.4.4 电压保护子程序
    5.5 本章小结
第六章 实验结果与分析
    6.1 实验平台的搭建
    6.2 实验波形分析
        6.2.1 非导通相PWM期间端电压比较的过零点检测的波形分析
        6.2.2 基于两个导通状态的快速启动波形
    6.3 装车调试
    6.4 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果

(3)多电飞机用大功率高压直流电机控制技术研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 无刷直流电机无位置传感器控制研究现状
    1.3 无刷直流电机转矩脉动抑制研究现状
    1.4 技术路线及主要内容
        1.4.1 技术路线
        1.4.2 主要内容
2 无刷直流电机控制原理
    2.1 无刷直流电机系统结构
        2.1.1 电机本体
        2.1.2 换相电路
        2.1.3 位置传感器
    2.2 无刷直流电机工作原理
    2.3 无刷直流电机数学模型
    2.4 本章小结
3 无刷直流电机无位置传感器控制技术
    3.1 线反电动势法原理
    3.2 滑模观测器原理
    3.3 传统的滑模观测器
    3.4 滑模观测器的改进
        3.4.1 新型滑模观测器的构建
        3.4.2 参数的选择
    3.5 本章小结
4 无刷直流电机直接转矩控制系统
    4.1 直接转矩控制原理
    4.2 无磁链环直接转矩控制系统
    4.3 零矢量的分析与设计
        4.3.1 传统零矢量分析
        4.3.2 新型零矢量分析
    4.4 三段式启动
    4.5 本章小结
5 大功率BLDCM控制系统仿真建模与结果分析
    5.1 大功率BLDCM控制系统仿真建模
    5.2 滑模观测器改进仿真结果分析
    5.3 转矩脉动抑制仿真结果分析
    5.4 本章小结
6 大功率BLDCM控制系统设计与试验
    6.1 大功率BLDCM控制系统硬件设计
        6.1.1 控制器芯片
        6.1.2 驱动电路
        6.1.3 保护电路
        6.1.4 检测电路
    6.2 大功率BLDCM控制系统软件设计
        6.2.1 主程序模块
        6.2.2 中断服务程序模块
        6.2.3 子程序模块
    6.3 大功率BLDCM实物试验
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(4)永磁同步电机系统无位置传感器带速重投控制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 永磁同步电机无位置传感器控制技术分类
        1.2.2 永磁同步电机带速重投控制研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 永磁同步电机无位置传感器控制
    2.1 永磁同步电机系统结构
    2.2 永磁同步电机的数学模型
        2.2.1 在abc坐标系下的数学模型
        2.2.2 在dq坐标系下的数学模型
    2.3 永磁同步电机矢量控制
        2.3.1 矢量控制基本原理
        2.3.2 空间矢量调制原理
    2.4 永磁同步电机高频方波电压注入法
        2.4.1 高频方波电压注入的原理
        2.4.2 转子位置信息提取与信号处理
    2.5 本章小结
第三章 永磁同步电机系统无位置传感器带速重投控制
    3.1 永磁同步电机传统带速重投控制
        3.1.1 基于反电动势法带速重投控制
        3.1.2 基于电感法带速重投控制
    3.2 超高频正弦电压注入带速重投控制
        3.2.1 注入与检测系统的拓扑结构
        3.2.2 转子位置估算方法
    3.3 本章小结
第四章 永磁同步电机无位置传感器带速重投控制实验分析
    4.1 实验系统的设计与搭建
        4.1.1 实验系统平台及硬件结构
        4.1.2 系统软件设计
    4.2 实验结果与分析
        4.2.1 转子位置估计可行性验证
        4.2.2 主电源断电转子位置检测结果
        4.2.3 主电源恢复供电转速动态验证
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况
致谢

(5)无刷直流电机全速范围内无位置控制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 无刷直流电机的发展与应用
        1.2.1 无刷直流电机的发展
        1.2.2 无刷直流电机的应用现状
    1.3 无刷直流电机控制系统研究现状
        1.3.1 无位置控制技术研究现状
        1.3.2 调速控制策略研究现状
    1.4 滑模变结构控制理论
        1.4.1 滑模变结构控制概述
        1.4.2 滑模变结构控制设计过程
        1.4.3 滑模变结构控制动态品质
        1.4.4 滑模变结构控制的抖振现象
    1.5 论文主要研究内容
2 无位置控制无刷直流电机工作原理及数学模型
    2.1 无刷直流电机基本结构
        2.1.1 无刷直流电机本体
        2.1.2 位置检测装置
        2.1.3 电子换相线路
    2.2 无刷直流电机无位置控制工作原理
    2.3 无刷直流电机的数学模型
        2.3.1 电压方程
        2.3.2 转矩和运动方程
    2.4 “线反电动势”法换相原理及特性分析
    2.5 PWM调制方式选择
    2.6 本章小结
3 无刷直流电机无位置控制系统研究
    3.1 无刷直流电机滑模观测器设计
        3.1.1 改进滑模观测器设计
        3.1.2 改进滑模观测器的增益选取
        3.1.3 无刷直流电机的转速和位置估算
    3.2 速度滑模控制器设计
        3.2.1 状态空间方程
        3.2.2 滑模面的选择和控制率的设计
    3.3 电机的启动
        3.3.1 预定位过程
        3.3.2 外同步加速过程
        3.3.3 外同步向自同步切换过程
    3.4 本章小结
4 无刷直流电机无位置控制系统仿真研究
    4.1 仿真模型的搭建
        4.1.1 滑模观测器模块
        4.1.2 换相模块
        4.1.3 转速计算模块
        4.1.4 速度环控制模块
        4.1.5 PWM生成模块
        4.1.6 启动模块
    4.2 仿真结果分析
    4.3 本章小结
5 基于DSP的控制系统硬件和软件设计
    5.1 控制系统硬件设计
        5.1.1 电源电路
        5.1.2 逆变桥电路
        5.1.3 驱动隔离电路
        5.1.4 母线电压检测电路
        5.1.5 采样电路
    5.2 控制系统软件设计
        5.2.1 电机启动程序
        5.2.2 ADC采样程序
        5.2.3 换相程序
        5.2.4 双闭环转速调节程序
        5.2.5 系统可靠性设计
    5.3 实验结果分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果
致谢

(6)基于改进神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的背景及意义
    1.2 无刷直流电机控制的国内外研究现状
        1.2.1 无刷直流电机的发展概况
        1.2.2 无刷直流电机无位置传感器控制技术的发展概况
    1.3 课题主要研究内容及结构安排
第2章 无刷直流电机系统的结构原理及控制技术
    2.1 无刷直流电机系统的组成结构
        2.1.1 电机本体
        2.1.2 位置检测机构
        2.1.3 电力电子开关
    2.2 无刷直流电机系统的驱动方式
        2.2.1 三相半控方式
        2.2.2 三相全控方式
    2.3 无刷直流电机的数学模型
        2.3.1 微分方程
        2.3.2 传递函数
    2.4 传统无刷直流电机无位置传感器控制方法
        2.4.1 反电动势法
        2.4.2 续流二极管法
        2.4.3 磁链估计法
        2.4.4 电感法
        2.4.5 状态观测器法
        2.4.6 涡流效应法
    2.5 基于神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制方法
        2.5.1 神经网络系统辨识原理
        2.5.2 基于神经网络的无位置控制原理
    2.6 本章小结
第3章 基于改进RBF神经网络的无位置传感器控制
    3.1 RBF神经网络相关理论
        3.1.1 神经元模型
        3.1.2 神经网络的训练方式
        3.1.3 RBF神经网络的结构和原理
        3.1.4 RBF神经网络的训练算法
        3.1.5 RBF神经网络存在的问题
    3.2 RBF神经网络的改进措施
        3.2.1 基于K交叉验证原理的网络结构和参数优化
        3.2.2 网络学习率的自适应调整
        3.2.3 仿真验证
    3.3 基于RBF神经网络的无位置传感器控制仿真实验
        3.3.1 仿真系统建模
        3.3.2 实验结果及分析
    3.4 本章小结
第4章 基于TMS320F2812的控制系统设计
    4.1 系统总体设计
    4.2 主控DSP芯片概述
        4.2.1 TMS320F2812芯片简介
        4.2.2 TMS320F2812的ADC模块简介
    4.3 DSP最小系统设计
        4.3.1 电源电路设计
        4.3.2 时钟电路设计
        4.3.3 JTAG调试及串行通信电路设计
    4.4 驱动电路设计
        4.4.1 功率器件选型
        4.4.2 逆变电路设计
    4.5 采样检测电路设计
        4.5.1 电压及电流采样电路设计
        4.5.2 保护电路设计
        4.5.3 转速检测电路设计
    4.6 硬件电路的抗干扰设计
    4.7 系统软件设计
        4.7.1 软件设计原则
        4.7.2 软件主程序
        4.7.3 中断服务子程序
        4.7.4 神经网络算法的实现
    4.8 本章小结
第5章 系统测试及结果分析
    5.1 测试实验平台搭建
    5.2 无位置传感器换相实验
        5.2.1 端电压和换相信号实验结果
        5.2.2 驱动单元信号输出实验
    5.3 相反电动势及转速实验
        5.3.1 空载实验结果
        5.3.2 满载实验结果
    5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
个人简历

(7)电动车窗无刷直流电机控制系统设计(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究意义与背景
        1.1.1 汽车电子行业研究背景
        1.1.2 无刷直流电机的背景与应用
    1.2 车窗控制系统的主要问题
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 无刷电机控制国内外研究现状及热点
        1.3.2 车窗防夹技术
    1.4 本文主要研究内容与工作安排
        1.4.1 论文主要研究内容
        1.4.2 工作安排
2 车窗电机控制系统的总体设计
    2.1 主要功能需求和性能指标
        2.1.1 车窗电机的功能需求
        2.1.2 车窗电机的性能指标
    2.2 无刷直流电机基本组成
        2.2.1 无刷直流电机本体
        2.2.2 转子位置传感器
        2.2.3 电子换相电路
    2.3 无刷直流电机工作原理
    2.4 总体解决方案设计
    2.5 本章小结
3 无刷直流电机控制算法研究与仿真
    3.1 无刷直流电机数学模型
        3.1.1 电压方程
        3.1.2 转矩方程
    3.2 PID控制
    3.3 单、双闭环控制系统PID参数整定
        3.3.1 单闭环PI调节器的参数整定
        3.3.2 双闭环系统PI调节器的参数整定
    3.4 无刷直流电机的模糊PI控制及仿真
        3.4.1 模糊控制基本原理
        3.4.2 模糊PI控制器的设计及仿真
    3.5 本章小结
4 车窗控制系统硬件设计
    4.1 硬件电路设计方案
    4.2 DSP控制电路设计
        4.2.1 TMS320F28335 最小系统
        4.2.2 电源电路及防反接电路
    4.3 功率电路设计
    4.4 检测及保护电路
        4.4.1 电流检测
        4.4.2 电压检测
        4.4.3 霍尔位置信号检测
        4.4.4 温度检测
    4.5 其他电路及PCB可靠性设计
        4.5.1 串口通信电路
        4.5.2 按键及电位器控制电路
        4.5.3 PCB可靠性设计
    4.6 本章小结
5 车窗控制系统软件设计
    5.1 软件系统整体结构
    5.2 主程序设计
    5.3 中断程序设计
        5.3.1 霍尔位置信号的采集
        5.3.2 按键外部中断
        5.3.3 系统故障查询
        5.3.4 ADC采样中断及双闭环PI控制
    5.4 车窗功能设计
        5.4.1 车窗基本功能的实现
        5.4.2 车窗防夹的实现
    5.5 本章小结
6 车窗控制器性能测试
    6.1 测试系统设计与制作
        6.1.1 测试系统硬件设计
        6.1.2 测试系统软件设计
    6.2 测试项目和测试结果分析
        6.2.1 电机相关信号测试
        6.2.2 无刷直流电机控制器比较测试
        6.2.3 无刷直流电机控制器响应测试
        6.2.4 车窗控制功能测试
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
参考文献
作者简历

(8)基于检测三相电励磁双凸极电机端电压的无位置传感器技术研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
注释表
缩略词
第一章 绪论
    1.1 双凸极电机的发展历程及应用现状
        1.1.1 双凸极电机的发展历程
        1.1.2 双凸极电机的应用现状
    1.2 无位置传感器技术的研究现状
        1.2.1 位置传感器的发展趋势与关键技术
        1.2.2 无位置传感器技术的研究概况
    1.3 本课题的研究背景及内容
第二章 三相电励磁双凸极电机的模型及工作原理分析
    2.1 引言
    2.2 三相电励磁双凸极电机的结构
    2.3 三相电励磁双凸极电机的模型分析
        2.3.1 三相电励磁双凸极电机的数学模型
        2.3.2 三相电励磁双凸极电机的MATLAB模型
    2.4 三相电励磁双凸极电机的电动控制策略
    2.5 本章小结
第三章 基于端电压滤波的无位置传感器技术
    3.1 引言
    3.2 三相电励磁双凸极电机的端电压特点分析
    3.3 端电压基波的提取
    3.4 坐标变换的原理及坐标变换角α的选取
        3.4.1 坐标变换的原理
        3.4.2 坐标变换角α的选取
    3.5 适用于宽转速范围变化的数字滤波器的设计
        3.5.1 数字滤波器的设计
        3.5.2 宽转速范围变化的实现
    3.6 基于端电压滤波的无位置传感器技术的仿真分析
        3.6.1 仿真模型的搭建
        3.6.2 不同转速下无位置传感器技术的仿真分析
        3.6.3 转速变化下无位置传感器技术的仿真分析
        3.6.4 DSEM三相不对称下无位置传感器技术仿真分析
    3.7 本章小结
第四章 不同工作状态对基于端电压滤波的无位置方法影响的研究
    4.1 引言
    4.2 不同工作状态下对坐标变换角的影响研究
        4.2.1 直流母线电压对坐标变换角的影响研究
        4.2.2 不同相电流斩波限对坐标变换角的影响研究
    4.3 主功率开关管不同斩波方式对端电压的影响分析
        4.3.1 PWM-ON斩波方式下DSEM电动工作模态
        4.3.2 ON-PWM斩波方式下DSEM电动工作模态
        4.3.3 PWM-PWM斩波方式下DSEM电动工作模态
        4.3.4 主功率开关管不同斩波方式对坐标变换角的影响研究
    4.4 本章小结
第五章 系统软硬件实验台介绍及实验分析
    5.1 引言
    5.2 系统软硬件介绍
        5.2.1 系统硬件介绍
        5.2.2 系统软件介绍
    5.3 基于端电压滤波的无位置传感器技术的实验分析
        5.3.1 DSEM无位置传感器实验平台介绍
        5.3.2 不同转速下无位置传感器技术的实验分析
        5.3.3 不同工作状态下无位置传感器技术的实验分析
    5.4 双节DSEM的无位置传感器技术的实验分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文

(9)无刷直流电机无位置传感器控制方法研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 无刷直流电机的研究现状
        1.2.1 无刷直流电机的研究热点
        1.2.2 无位置传感器技术的研究现状
    1.3 论文主要内容和结构安排
2 无刷直流电机的控制原理
    2.1 无刷直流电机的结构
        2.1.1 无刷直流电机本体
        2.1.2 位置传感器
        2.1.3 功率驱动控制电路
    2.2 无刷直流电机的工作原理
    2.3 无刷直流电机的数学模型
        2.3.1 电压方程
        2.3.2 反电动势方程
        2.3.3 转矩方程和运动方程
        2.3.4 电枢电流和转速方程
    2.4 本章小结
3 无刷直流电机无位置传感器检测方法
    3.1 转子的启动方法
        3.1.1 转子的预定位
        3.1.2 转子的加速
        3.1.3 状态切换
    3.2 无位置传感器检测方法
        3.2.1 反电动势过零点检测原理
        3.2.2 端电压法检测转子位置
        3.2.3 相电压法检测转子位置
    3.3 本章小结
4 无刷直流电机控制系统的Matlab仿真
    4.1 无刷直流电机无位置传感器控制仿真模型的建立
    4.2 BLDCM的本体模块
    4.3 位置检测模块
    4.4 速度和电流控制模块
    4.5 换相逻辑模块
    4.6 电流检测模块
    4.7 启动模块
    4.8 仿真结果及分析
    4.9 本章小结
5 无刷直流电机无位置传感器控制系统的设计
    5.1 无刷直流电机控制系统的硬件设计
        5.1.1 硬件电路总体设计
        5.1.2 驱动电路设计
        5.1.3 功率逆变器设计
        5.1.4 控制电路电源设计
        5.1.5 AD输入接口电路
        5.1.6 PWM电路
        5.1.7 JTAG接口电路
    5.2 无刷直流电机控制系统的软件设计
        5.2.1 控制系统软件整体设计
        5.2.2 主程序设计
        5.2.3 无刷直流电机的启动
        5.2.4 定时器模块
        5.2.5 PID调节器
        5.2.6 PWM模块
        5.2.7 反电动势模块
    5.3 实验结果及分析
        5.3.1 系统实验平台
        5.3.2 实验结果及波形
    5.4 本章小结
6 全文总结和展望
致谢
参考文献

(10)基于核岭回归的直流电机测速技术及实现(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 有刷直流电机无位置传感器控制方法
    1.3 无刷直流电机无位置传感器控制方法
    1.4 本文主要的研究内容
    1.5 本章小结
第二章 有刷直流电机无位置传感器控制
    2.1 有刷直流电机结构和数学模型
        2.1.1 有刷直流电机的结构
        2.1.2 有刷直流电机的数学模型
    2.2 有刷直流电机速度调节
    2.3 速度检测方法
        2.3.1 电流纹波测速原理
        2.3.2 电流分类器检测法
        2.3.3 KRR算法描述
    2.4 速度检测流程
        2.4.1 纹波电流提取
        2.4.2 特征变换
        2.4.3 分类器判别
        2.4.4 计算电流周期和转速
    2.5 本章小结
第三章 有刷直流电机控制系统实现
    3.1 硬件平台设计
        3.1.1 控制电路
        3.1.2 驱动电路
        3.1.3 检测电路
    3.2 KRR分类器训练流程
    3.3 程序设计
        3.3.1 主程序
        3.3.2 速度检测程序
        3.3.3 速度调节程序
    3.4 实验分析
        3.4.1 脉冲检测实验
        3.4.2 调速实验
    3.5 本章小结
第四章 无刷直流电机无位置传感器控制
    4.1 无刷直流电机基本原理
        4.1.1 无刷直流电机本体结构
        4.1.2 功率驱动方式
        4.1.3 无刷直流电机的数学模型
    4.2 无刷直流电机的转速调节
    4.3 转子位置检测
        4.3.1 三段式启动法
        4.3.2 反电动势法
        4.3.3 端电压检测法
        4.3.4 反电动势零点分类法
    4.4 本章小结
第五章 无刷直流电机控制系统实现
    5.1 硬件平台设计
        5.1.1 控制电路
        5.1.2 驱动电路
        5.1.3 反电动势检测电路
        5.1.4 电流检测电路
        5.1.5 电源电路
    5.2 控制系统软件设计
        5.2.1 主程序流程
        5.2.2 启动程序流程
        5.2.3 转子位置检测流程
        5.2.4 速度调节
        5.2.5 电流调节
    5.3 实验结果
    5.4 本章小结
总结与展望
    工作总结
    工作展望
参考文献
致谢
个人简历
在学期间的研究成果及发表的学术论文
    在读期间已发表和录用的论文
    参与的科研项目及成果

四、无刷直流电机的无位置传感器DSP控制(论文参考文献)

  • [1]电动汽车BLDC驱动系统位置传感器容错控制研究[D]. 刘芮伶. 西安工业大学, 2021(02)
  • [2]无刷直流电机无位置传感器控制系统的研究与实现[D]. 周运逸. 江西理工大学, 2021(01)
  • [3]多电飞机用大功率高压直流电机控制技术研究[D]. 梁超. 大连理工大学, 2021(01)
  • [4]永磁同步电机系统无位置传感器带速重投控制[D]. 陈伟. 天津工业大学, 2021(01)
  • [5]无刷直流电机全速范围内无位置控制[D]. 姚记亮. 郑州大学, 2020(02)
  • [6]基于改进神经网络的无刷直流电机无位置传感器控制[D]. 李泽霖. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
  • [7]电动车窗无刷直流电机控制系统设计[D]. 杨权. 中国计量大学, 2019(02)
  • [8]基于检测三相电励磁双凸极电机端电压的无位置传感器技术研究[D]. 史传洲. 南京航空航天大学, 2019(02)
  • [9]无刷直流电机无位置传感器控制方法研究[D]. 张敬硕. 西安科技大学, 2018(12)
  • [10]基于核岭回归的直流电机测速技术及实现[D]. 苏坚坚. 福州大学, 2018(03)

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无刷直流电机的无传感器 DSP 控制
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