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標題: 伺服電機怎么確定用速度環、力矩環還是位置環 [打印本頁]
作者: 舟航    時間: 2009-5-30 15:23
標題: 伺服電機怎么確定用速度環、力矩環還是位置環
請問伺服電機怎么確定用速度環、力矩環還是位置環，判斷依據是什么，各有什么優勢，感謝壇中高人。
作者: 舟航    時間: 2009-5-30 15:29
交流伺服電機位置控制方式、速度控制方式、轉矩控制方式的原理都是對其控制繞組提供合適的控制電壓進行控制的。 至于位置控制、速度控制和轉矩控制則是具體控制對象的問題。將交流伺服電機分別與控制位置、速度和轉矩的機構連接就可分別對位置、速度和轉矩進行控制。但問題主要在向交流伺服電機控制繞組提供控制電壓的調節器。這些調節器的調節規律根據不同的要求進行設計，可實現PID控制、模糊控制、最優控制等。這主要是自動控制方面的內容了。

這是在網上找的一些資料，不是太詳細，群里好像還是機械的高人比較多啊。希望電氣傳動這個板塊也能紅火起來啊。畢竟現在機械離開了電，就少了很多搞頭了。
作者: 舟航    時間: 2009-5-30 15:49
伺服就是一個提供閉環反饋信號來控制位置和轉速.

伺服在半導體設備中的應用極其廣泛,例如在涂膠機,光刻機等設備上均有,下面就關于伺服電機的相關問題作出了整理,希望在今后的工作中能帶來幫助.

1.伺服電機為什么不會丟步？

伺服電機驅動器接收電機編碼器的反饋信號，并和指令脈沖進行比較，從而構成了一個位置的半閉環控制。所以伺服電機不會出現丟步現象，每一個指令脈沖都可以得到可靠響應。

2.對伺服電機進行機械安裝時，應特別注意什么？

由于每臺伺服電機后端部都安裝有旋轉編碼器，它是一個十分易碎的精密光學器件，過大的沖擊力肯定會使其損壞。

3.如何調節伺服電機，調節伺服電機有幾種方式？

答：使用Twin Line軟件對電機的PID參數、電機參數、電子齒輪比等進行調節。

4.我們想用伺服電機替換產品中的步進電機，應注意哪些問題？

A.為了保證控制系統改變不大，應選用數字式伺服系統，仍可采用原來的脈沖控制方式；
B.由于伺服電機都有一定過載能力，所以在選擇伺服電機時，經驗上可以按照所使用的步進電機輸出扭矩的1/3來參考確定伺服電機的額定扭矩；
C.伺服電機的額定轉速比步進電機的轉速要高的多，為了充分發揮伺服電機的性能，最好增加減速裝置，讓伺服電機工作在接近額定轉速下，這樣也可以選擇功率更小的電機，以降低成本。

5.用脈沖方式控制伺服電機的優點?

一可靠性高，不易發生飛車事故。用模擬電壓方式控制伺服電機時，如果出現接線接錯或使用中元件損壞等問題時，有可能使控制電壓升至正的最大值。這種情況是很危險的。如果用脈沖作為控制信號就不會出現這種問題。
二 信號抗干擾性能好。數字電路抗干擾性能是模擬電路難以比擬的。
當然目前由于伺服驅動器和運動控制器的限制，用脈沖方式控制伺服電機也有一些性能方面的弱點。一是伺服驅動器的脈沖工作方式脫離不了位置工作方式，二是運動控制器和驅動器如何用足夠高的脈沖信號傳遞信息。
這兩個根本的弱點使脈沖控制伺服電機有很大限制。
(1)控制的靈活性大大下降。這是因為伺服驅動器工作在位置方式下，位置環在伺服驅動器內部。這樣系統的PID參數修改起來很不方便。當用戶要求比較高的控制性能時實現起來會很困難。從控制的角度來看，這只是一種很低級的控制策略。如果控制程序不利用編碼器反饋信號，事實上成了一種開環控制。如果利用反饋控制，整個系統存在兩個位置環，控制器很難設計。在實際中，常常不用反饋控制，但不定時的讀取反饋進行參考。這樣的一個開環系統，如果運動控制器和伺服驅動器之間的信號通道上產生干擾，系統是不能克服的。
(2)控制的快速性速度不高。

6.伺服驅動器的“4”號報警是什么意思，?

答：這是電機傳感器錯誤，或者是編碼器與電機的連線沒有連接好，或者是動力電源缺相。

7.伺服驅動器“2”號報警，怎樣解決，需要調節哪些參數?

答：應該調節驅動器控制信號的30號角使其是高電平。

8.如何根據客戶的要求為客戶選配伺服電機和減速機，所選的方案應為最佳。

答：根據功率選取減速機，選出合適的減速機尺寸，在根據減速機選擇合適的伺服電機，一定要注意速度的選取。

9.伺服電機通電以前應做哪些檢查工作？

答：檢查電機與驅動器的連線，連線不能虛連，線不能接錯。

10.控制伺服時，給信號時，伺服電機不轉，振動?

答：U，V，W三相接錯。

伺服驅動系統（Servo System）簡稱伺服系統，是一種以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統，例如數控機床等。使用在伺服系統中的驅動電機要求具有響應速度快、定位準確、轉動慣量（使用在機電系統中的伺服電機的轉動慣量較大，為了能夠和絲杠等機械部件直接相連。伺服電機有一種專門的小慣量電機，為了得到極高的響應速度。但這類電機的過載能力低，當使用在進給伺服系統中時，必須加減速裝置。轉動慣量反映了系統的加速度特性，在選擇伺服電機時，系統的轉動慣量不能大于電機轉動慣量的3倍。）較大等特點，這類專用的電機稱為伺服電機。當然，其基本工作原理和普通的交直流電機沒有什么不同。該類電機的專用驅動單元稱為伺服驅動單元，有時簡稱為伺服，一般其內部包括電流、速度和/或位置閉環。

伺服（Servo)是一個性能上的名詞，一般只要主令和控制結果的近似達到了一定高的程度就能稱為伺服，這和機器的結構沒有直接的關系。例如伺服系統都沒有精確的慣量匹配的范圍，這是因為慣量匹配的結果只要不影響控制對象對主令跟隨或影響不大就好了，跟具體是3還是3.5沒有關系。伺服系統也不一定是電機系統，有的氣動系統就稱為氣動伺服。

伺服系統本質上是一種隨動系統。只不過被控量是位移或是其對時間的導數。如果要問什么是隨動系統，就是一個系統的輸出盡可能以最快，最精確的方式復現輸入信號。其衡量的指標有超調量、延遲。

伺服，顧名思義，就是伺候服務，別人叫干什么就干什么，干的越好就伺服水平就越高，在控制領域也一樣，執行輸入信號越快越真實，其伺服控制系統的水平也越高。
作者: 舟航    時間: 2009-5-30 16:07
簡介： 一般伺服都有三種控制方式：速度控制方式，轉矩控制方式，位置控制方式 。想知道的就是這三種控制方式具體根據什么來選擇的? 速度控制和轉矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發脈沖來控制的。具 ...    一般伺服都有三種控制方式：速度控制方式，轉矩控制方式，位置控制方式 。想知道的就是這三種控制方式具體根據什么來≡竦腫/SIZE]?
速度控制和轉矩控制都是用模擬量來控制的。位置控制是通過發脈沖來控制的。具體采用什么控制方式要根據客戶的要求，滿足何種運動功能來選擇。

     如果您對電機的速度、位置都沒有要求，只要輸出一個恒轉矩，當然是用轉矩模式。
　 如果對位置和速度有一定的精度要求，而對實時轉矩不是很關心，用轉矩模式不太方便，用速度或位置模式比較好。如果上位控制器有比較好的閉環控制功能，用速度控制效果會好一點。如果本身要求不是很高，或者，基本沒有實時性的要求，用位置控制方式對上位控制器沒有很高的要求。
　 就伺服驅動器的響應速度來看，轉矩模式運算量最小，驅動器對控制信號的響應最快；位置模式運算量最大，驅動器對控制信號的響應最慢。
　 對運動中的動態性能有比較高的要求時，需要實時對電機進行調整。那么如果控制器本身的運算速度很慢（比如PLC，或低端運動控制器），就用位置方式控制。如果控制器運算速度比較快，可以用速度方式，把位置環從驅動器移到控制器上，減少驅動器的工作量，提高效率（比如大部分中高端運動控制器）；如果有更好的上位控制器，還可以用轉矩方式控制，把速度環也從驅動器上移開，這一般只是高端專用控制器才能這么干，而且，這時完全不需要使用伺服電機。

換一種說法是：
1、轉矩控制：轉矩控制方式是通過外部模擬量的輸入或直接的地址的賦值來設定電機軸對外的輸出轉矩的大小，具體表現為例如10V對應5Nm的話，當外部模擬量設定為5V時電機軸輸出為2.5Nm:如果電機軸負載低于2.5Nm時電機正轉，外部負載等于2.5Nm時電機不轉，大于2.5Nm時電機反轉（通常在有重力負載情況下產生）。可以通過即時的改變模擬量的設定來改變設定的力矩大小，也可通過通訊方式改變對應的地址的數值來實現。
應用主要在對材質的受力有嚴格要求的纏繞和放卷的裝置中，例如饒線裝置或拉光纖設備，轉矩的設定要根據纏繞的半徑的變化隨時更改以確保材質的受力不會隨著纏繞半徑的變化而改變。
2、位置控制：位置控制模式一般是通過外部輸入的脈沖的頻率來確定轉動速度的大小，通過脈沖的個數來確定轉動的角度，也有些伺服可以通過通訊方式直接對速度和位移進行賦值。由于位置模式可以對速度和位置都有很嚴格的控制，所以一般應用于定位裝置。
應用領域如數控機床、印刷機械等等。
3、速度模式：通過模擬量的輸入或脈沖的頻率都可以進行轉動速度的控制，在有上位控制裝置的外環PID控制時速度模式也可以進行定位，但必須把電機的位置信號或直接負載的位置信號給上位反饋以做運算用。位置模式也支持直接負載外環檢測位置信號，此時的電機軸端的編碼器只檢測電機轉速，位置信號就由直接的最終負載端的檢測裝置來提供了，這樣的優點在于可以減少中間傳動過程中的誤差，增加了整個系統的定位精度。
作者: syw開門造車    時間: 2009-5-31 04:27
gebala 網友好！
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這道題你自問自答了。
但你也說了，這些是你從網上找來轉帖上來的。不知你是否真的理解了。
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如果，你能找出三個實例并在原理上做以說明，才能說是真正的理解了。
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syw  090531---04.29
作者: 螺旋線    時間: 2009-5-31 09:05
樓主說的是伺服電機的三種控制方式：位置控制，速度控制和力矩控制。
具體用那種方式，取決于控制目的。
比如，數控機床的進給軸用的位置控制方式；主軸在大部分情況下用的是速度控制方式。某些特殊的要求，比如要求恒壓力（張力）則采用力矩控制方式。
從控制的角度講，從外到內才是你說的三環：位置環-----速度環-------電流環。
一般來說，運動控制時大部分會采用PI控制，而不是PID控制.
作者: 舟航    時間: 2009-5-31 12:58
SYW開門造車 元帥 你好
我現在正在調伺服，目前的控制卡用的是PMAC，速度環和力矩環都用了，有一些區別，但還不是太明白，正在努力學習。寫這個貼主要就是想活躍下咱們這個版本的氛圍，多多促進我們這些在機械行業搞電控的兄弟姐妹的專業素養，起個拋磚引玉的作用吧。還希望各位達人多多共享自己的經驗。等我調試好了，有空再發帖。
5# syw開門造車
作者: 舟航    時間: 2009-5-31 13:06
螺旋線網友看樣子是高人，不知能不能代我向開門造車網友舉幾個實例，當然是盡量詳細點好咯，呵呵，先謝謝了。 6# 螺旋線
作者: syw開門造車    時間: 2009-6-1 06:56
本帖最后由 syw開門造車 于 2009-6-1 07:27 編輯

gebala 網友好！
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例題到處都是，舉命題一例：
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1、用伺服電機做一個有10個站臺的“軌道動車組”動態模型，用于一大型城區模型。
2、模型正面截面尺寸==150MM.X.150MM.。其它整體感觀效果，以此按比例類推。
3、要求：動車組從起動到高速運行，再從高速運行狀態至下一站停此，過度平穩。
4、從A站到B站定位精度10MM.。
5、占地面積可根據展區占地面積的間隙，任你自由穿梭、使用。
6、“軌道動車組”高速動態運行時，感觀效果要與整體模型的參照物盡可能的協調。
……
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此例題中“伺服電機中的速度環、力矩環和位置環”都要用到。
你能解釋清楚了，你也就明白了。
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syw  090601---06.58
作者: 舟航    時間: 2009-6-7 22:23
開門造車元帥過來時高人，最近一直在研究，但還是說不太明白，還請元帥指點。我輩多多努力
作者: syw開門造車    時間: 2009-6-8 01:53
gebala 網友好！
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不知道你是否到過火車站的鐵路上，看過電力機車或內燃機車所牽引的長長的
貨運列車組起動、運行時的3種不同的情況：
第1種情況、悄無聲息、緩慢、逐漸加速的將列車平穩的起動起來。-----此時，速度環、力矩環適當。
第2種情況、一連串的咣鐺聲后，列車才逐漸的起動起來。------此時，“速度環”給快了。
第3種情況、列車頭部分的車輪發生了空轉現象。--------此時，“力矩環”給大了。
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列車在高速均速行使維持在一個特定速度時，由“速度環”去控制“力矩值”。
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列車到站的過程，是由“位置環”去控制距離站點各階段的“速度值和力矩值”。
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syw  090608---01.55
作者: 舟航    時間: 2009-6-8 13:04
本帖最后由 gebala 于 2009-6-8 13:23 編輯

開門造車元帥 您好
火車頭也是伺服電機控制啊，那得多大功率，大功率的我還真不了解，我用的最大就750W的。
火車頭控制是否一個電機三種控制方式都得用，是不是在接線上要進行相關端口的短接，然后用程序切換控制環。
我們現在的控制方式一般就是一種，相應的接線也一種。但是兩個供貨商的意見不一致，一家建議我們用速度環，另一家建議用力矩環，不是太明白。
[img][/img]
譬如上圖，就是速度環和力矩換可以切換。
作者: 舟航    時間: 2009-6-8 13:12
本帖最后由 gebala 于 2009-6-8 13:21 編輯

見附件，PMAC和安川伺服的接線

沒搞明白怎么文字中插入圖片，開門造車元帥和各位網友見諒。
作者: 迪斯    時間: 2009-6-8 14:03
你最好看看電機的控制原理，用什么不是取決于電機
作者: syw開門造車    時間: 2009-6-9 02:19
本帖最后由 syw開門造車 于 2009-6-9 02:33 編輯

gebala 網友好！
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老師講課的時候，時常需要用比喻的方式，形象的說明某一事物的原理。
如果按照實物體積叫真的話，你怎么向學生講原子物理，怎么講天文？！
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在我的眼中，所有的電機都是伺服電機。
再說，我在9樓給的命題就是讓你用伺服電機做一個列車模型。
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你在13樓的圖中的符號應該是：
V-REF-------向電壓調節系統供電。---也就是“力矩環”。
T-REF-------向頻率調節系統供電。----也就是“速度環”。
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syw  090609---02.20


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作者: 舟航    時間: 2009-6-9 12:32
感謝開門造車元帥，努力學習，爭取為我們這個板塊多做貢獻。
向開門造車元帥致敬！
作者: nixoncheng    時間: 2009-6-10 10:37
能不能請“開門造車”系統的講一下速度環和電流環的參數調節辦法！或者是說參數的設置對電機的影響，如是否能根據電機的轉動起來的聲音的不同，判斷哪些參數不合適！
作者: 舟航    時間: 2010-1-6 15:05
能不能請“開門造車”系統的講一下速度環和電流環的參數調節辦法！或者是說參數的設置對電機的影響，如是否能根據電機的轉動起來的聲音的不同，判斷哪些參數不合適！
nixoncheng 發表于 2009-6-10 10:37

得先說用什么電機，什么驅動器，什么控制卡，不然沒法講。
作者: shenzhenly    時間: 2010-1-28 16:25



LM-1C2C、LM-1C4C、LM-2C4C一路轉多路4-20mA電流環信號隔離分配器
LM-11、LM-22 4-20mA電流環隔離柵、安全柵
Link-Max LM-1C2C電流環隔離器帶有一路輸入、兩路輸出，三部分完全互相隔離，用戶可方便地實現將一個儀表的輸出全隔離地輸出到兩個儀器。由于輸入輸出通道完全隔離，避免了共模干擾對測量精度的影響，也避免了地電位不同對設備帶來的危害。產品達到滿量程萬分之五的精度與線性度，50ppm的溫度系數，能為用戶提供穩定而精準的物理量隔離與轉換功能。在某些應用中,也許不需要隔離，但儀表的輸出阻抗有限，無法同時推動數個串聯的儀器，這時也需要本產品提供阻抗變換。

本產品輸入阻抗低至100歐，可和任何儀表配合，而輸出可推動750歐的負載。如果輸出環路串接24V電源，可推動1350歐的負載。
電流環安全隔離柵專為儀器儀表工業應用配套設計。廣泛應用于電力系統、石油化工系統、金屬煤炭礦業系統、制糖系統和其他工業環境。

產品主要技術參數

輸入信號：4～20mA
輸出信號：4～20mA
輸入電壓：＜15V
最大允許電流：30mA
隔離轉換電壓：≤3.3V
基本誤差：±0.05％
負載變化：＜+0.1％／100Ω（負載＜250Ω時）＜-0.1％／100Ω（負載＞250Ω時）
絕緣電阻：輸入／輸出／電源≥100MΩ
絕緣強度：輸入／輸出／電源≥1000V／1分鐘
工作環境：溫度0-70℃、濕度≤90%
外型尺寸：厚18mm(L)×高117mm(H)×寬101mm(W)
重量：32g±2g
LM-1C4C比LM-1C2C多兩路輸出，其他性能指標與LM-1C2C一樣，可用于一路電流環轉四路電流環的地方。

Link-Max LM-11電流環隔離柵(也稱安全柵)帶有一路輸入、一路輸出完全隔離功能，用戶可方便地實現儀表和儀器之間的全隔離。由于輸入輸出通道完全隔離，避免了共模干擾對測量精度的影響，也避免了地電位不同對設備帶來的危害。產品達到滿量程千分之一的精度與線性度，50ppm的溫度系數，能為用戶提供穩定而精準的物理量隔離與轉換功能。在某些應用中，也許不需要隔離，但儀表的輸出阻抗有限，無法推動高輸入阻抗的儀器，這時也需要本產品提供阻抗變換。
本產品輸入阻抗低至100歐，可和任何儀表配合，而輸出可推動300歐的負載。
電流環安全隔離柵專為儀器儀表工業應用配套設計。廣泛應用于電力系統、石油化工系統、金屬煤炭礦業系統、制糖系統和其他工業環境。
產品主要技術參數：

輸入信號：4～20mA
輸出信號：4～20mA
輸入電壓：＜15V
最大允許電流：30mA
隔離轉換電壓：≤3.3V
基本誤差：±0.1％
負載變化：＜+0.1％／100Ω（負載＜250Ω時）＜-0.1％／100Ω（負載＞250Ω時）
絕緣電阻：輸入／輸出／電源≥100MΩ
絕緣強度：輸入／輸出／電源≥1000V／1分鐘
工作環境：溫度0-70℃、濕度≤90%
外型尺寸：26mm(W)×98mm(L)×41mm(H)
重量：32g±2g
LM-11是輸入回路取電型，該產品使用時無需外接輔助電源，但必須要求前面是有源的設備，能有4-20mA的電流輸入到本產品的輸入端； 對于前面是無源探頭、無源傳感器、無源儀表的情況，請選用LM-P11單路隔離配電器或LM-P22雙路隔離配電器，LM-P11/LM-P22是有配電功能的隔離柵或安全柵，除隔離電流環信號外還可向輸入回路的無源傳感器供電。
本公司還生產有源多路輸入輸出電流環分配隔離柵，可應用在需要更高精度的地方。
如果用戶需要隔離的通道較多，可選擇LM-22雙通道無源隔離柵安全柵，該產品在一個機殼中集成了兩路LM-11，使用戶的安裝密度更高。

定貨信息

LM-1C2C 單路轉雙路4～20mA電流環隔離分配器
LM-1C4C 單路轉四路4～20mA電流環隔離分配器
LM-2C4C 雙路轉四路4～20mA電流環隔離分配器
LM-1C2V一路電流環(4-20mA)轉兩路電壓(0-10V)
LM-1C4V一路電流環(4-20mA)轉四路電壓(0-10V)
LM-2C4V兩路電流環(4-20mA)轉四路電壓(0-10V)
LM-1V2V一路電壓(0-10V)轉兩路電壓(0-10V)
LM-1V4V一路電壓(0-10V)轉四路電壓(0-10V)
LM-2V4V一路電壓(0-10V)轉四路電壓(0-10V)
LM-1V2C一電壓(0-10V)轉兩路電流環(4-20mA)
LM-1V4C一路電壓(0-10V)轉四路電流環(4-20mA)
LM-2V4C兩路電壓(0-10V)轉四路電流環(4-20mA)等模擬量隔離轉化器
LM-11 單路無源4-20mA電流環隔離柵安全柵
LM-22 雙路無源4-20mA電流環隔離柵安全柵
LM-P11單路4-20mA電流環隔離配電器
LM-P22雙路4-20mA電流環隔離配電器
http://www.link-max.com
深圳聯脈電子有限公司
電話：13510091843
作者: lmchongchong    時間: 2011-1-10 09:03
我是新來的，請多多關照，弱弱的問一個問題，勞駕各位前輩給指點一下
我剛買了一套三菱的MR-C10A的伺服系統，它是不是支持位置控制模式呢，
還有，我在電機上安裝一個鐵輪子，輪子大概二百克吧，通電后不管怎么調整，如果給輪子一個運動角度，它就會正傳然后反轉，最終飛車，為啥，就像鐘擺一樣，自己震蕩起來了。
謝謝
作者: shenwuqang    時間: 2011-1-22 11:16
我也在搞這方法了，受教了，只是都看不太明白。
作者: 05125113    時間: 2011-1-24 09:38
受益匪淺，保存了
作者: 浪漫滿屋    時間: 2011-4-26 20:15
回復 syw開門造車 的帖子

精辟，答案的太繁瑣了，就不想細看
作者: figohao    時間: 2011-12-5 11:33
請問一下扭矩控制，只用加扭矩閉環就OK了嗎？轉速環和位置環是否是不用加入其中
那么是在扭矩目標值作為控制量還是負載扭矩作為控制量呢？
作者: chenzhichu1988    時間: 2011-12-5 22:03
本人剛出社會，從事設備維修。多多學習！！看來版主是個強人。
作者: 精儀1014202058    時間: 2014-9-22 21:44
我想學習
作者: 加國之秋    時間: 2014-10-13 20:58
不錯，
作者: HarveyLin    時間: 2018-8-15 15:21
不錯，收藏了。
作者: liangquan6    時間: 2018-8-23 20:26
三種模式都用過需要較多的經驗



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