一种新型的低成本电流检测和波形 RMS 转换方法

一种新型的低成本电流检测和波形 RMS 转换方法

一、一种新的低成本电流检测和波形有效值转换方法(论文文献综述)

贺云[1](2020)在《智能电网故障录波器设计与实现》文中进行了进一步梳理作为智能电网建设的一部分,故障录波器集成了传感器技术、通信技术、数据存储和处理技术等,记录电网故障发生时的现场实时数据信息,可用于分析故障起因、定位故障发生位置等,是及时处理故障以减少损失和完善电网配置和管理以避免类似事故再次发生的重要依据。本文主要解决传统录波器设计复杂、系统功能集中负荷大的缺点,设计一套新型分布式低功耗高同步精度的录波指示器系统,同时以GPS和外部晶振产生高精度时钟以实现三相电流的同步采集。本文主要完成了下列工作:首先,根据国内外故障录波器的发展现状,分析故障录波器的性能要求和技术重点,特别是针对传统前后台模式微机型故障录波器可靠性低、难以长期运行、功耗高等缺点,选用意法半导体的STM32L4+系列32位微控制器作为核心,设计一款新型分布式、低功耗、高同步精度的故障录波器,用于智能电网接地故障和短路故障等采样录波监测。录波指示系统由5个模块化终端组成,包括一个监测单元、一个数据汇集单元和三个采集单元。各单元中的GPS、4G、Lo Ra采用模块化设计以便于设计、安装、替换和维修等。在各单元的硬件电路设计中,完成了低功耗微控制器(STM32L4R5ZIT6)外围电路、取电电路、数据采集和存储电路、Lo Ra和4G通讯电路、GPS授时和接口电路、LED故障指示电路等设计工作。其中,采集单元和汇集单元拥有同样的Lo Ra模块,通过Lo Ra局域网实现工况信息、线路低电流、模块电池低电压、参数修改等事件信息交互。云端主站服务器用于接收采集单元的实时数据和发送控制命令到汇集单元。当监测装置发现零序电压异常,可能意味着配网中发生接地故障,它将向云端服务器发送召测指令,由服务器召测各采集节点的录波数据。该系统能够满足中性点接地方式各异的配电网络对于接地故障的监测判断。此外,由于电网数据分析时对各终端设备尤其是三相电流采集单元的同步性要求极高而以往产品的同步采集性能并不甚理想,本文根据全球定位系统(GPS)时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,将晶振信号作为MCU的时钟源,利用GPS时钟校准MCU定时器产生的1Hz信号实现微秒级高精度时钟,进而实现3个传感器单元对配电网三相电流的精确同步采样,同步误差达到微秒级。再次,在软件功能方面,实现了故障录波器整体功能流程,包括配电网三相电流和变电站零序电压的采集与存储、故障数据和工况信息的召测和上传、Lo Ra和4G通讯交互、故障LED指示、GPS校时和高精度时间戳实现、超级电容和电池低压处理等。最后,完成系统样机调试和功能测试,实验结果表明该故障录波器各模块单元运行正常可靠,功能实现符合设计需求,同步精度达到微秒级。本文所开发的故障录波指示装置具有结构紧凑、环境适应性强、造价低、功耗低、同步精度高等优点,对电力系统的安全运行具有较大的现实意义。

王树强[2](2020)在《石化设备振动监测仪的设计与实现》文中认为振动可以反映设备的工作状态,石化企业需要对石化设备的振动状态监测,以便进行故障诊断。振动监测仪能够通过适时精准采集振动信号,实现基于振动的状态监测,为石化设备的检查与维护提供数据支撑。针对现有石化设备振动监测仪存在的测量精度低、数据管理能力弱、功能单一、使用不便等问题,本文设计并实现了一款新型的石化设备振动监测仪。论文的主要工作如下:(1)分析国内外目前使用的振动监测仪存在的问题,给出石化设备振动监测仪的功能需求和非功能需求,对比分析两种架构,提出基于多层架构的振动监测仪总体方案,将振动监测仪分成采集器与手机APP两部分设计,注重采集器与手机APP的数据处理相结合,不仅降低了采集器的设计复杂性,而且易于振动监测仪的功能扩展。(2)在采集器方面,自主研发压电式加速度传感器,降低硬件设计成本;选用外设功能丰富、性能高的32位CC2640R2F微处理器搭建主控电路,并设计了信号调理电路、模数转换电路、电源电路等,集成度较高;采用数电设计电路板,结合编程实现振动数据的运算与分析;采用多种低功耗芯片与低功耗电源电路相结合的方式,延长使用时间;PCB布局和布线严格按照电路板设计原则,同时要注意节省电路板空间,尽量减小仪器的体积,提高便携性。在手机APP方面,采用MVC架构,实现数据分析、存储、上传与下载等功能。(3)针对外界干扰噪声,提出基于EMD的NLM去噪算法,通过EMD算法对采集到的振动信号进行经验模态分解,结合消除波动趋势分析确定噪声主导的IMF分量,再使用改进的NLM算法进行去噪处理,最后重构信号,解决了噪声信号与有用信号不易确定的问题,并提高了滤除噪声的效率,去噪性能得到显着提升。经实验验证和工业测试,本文设计的振动监测仪具有功耗低、蓝牙传输距离远、丢包率低、测量精度高、便于使用等特点,能较好的监测石化设备的振动信号,蓝牙能稳定传输数据。现已经应用在石化设备工作现场,多次发现和预警设备问题,起到监测设备状态、诊断设备故障、维护设备稳定的作用,具有较高的实用价值。

聂瑞[3](2020)在《开关磁阻直线电机纵向边端效应及其补偿方法研究》文中研究说明开关磁阻直线电机(Switched reluctance linear machine,SRLM)凭借结构简单、可靠性高、容错能力强等优点迎来了良好的应用前景。但是现有SRLM的优化设计方法与控制策略通常借鉴开关磁阻旋转电机的研究成果,这使得其区别于开关磁阻旋转电机而特有的纵向边端效应被忽略。对SRLM的纵向边端效应进行研究可以加深对其真实运行特性的理解,可以为提升SRLM系统性能提供新的思路,因此本文针对SRLM的纵向边端效应及其补偿方法展开研究。首先提出了一种SRLM的高精度非线性模型,该模型能够充分体现SRLM的真实特性,包括纵向边端效应为电机性能带来的影响,该模型为SRLM纵向边端效应的研究打下了坚实的基础。通过有限元方法对SRLM的磁化曲线及磁密分布曲线进行了分析,据此改进了磁化曲线的准线性模型。通过对该准线性模型进行分析得到了一种变形的Sigmoid函数,其可以作为获得完整磁链特性曲线过程中的插值函数。同时归纳了带有偏差的磁链对电流的影响规律,从而提出一种用于获得电机磁链-电流-位置完整曲线簇的训练方法。为了比较所提方法的建模精度,还给出了基于六阶傅里叶级数法所得同一样机的电磁特性模型,设计了在线半实物仿真实验与离线实验,分别证明了依据所提方法得到的电磁特性具有更高的精度以及所建立模型用于模拟电机动态性能时具有良好的效果。此建模方法同样适用于开关磁阻旋转电机,具有良好的普适性。其次结合绕组连接方式研究了纵向边端效应对SRLM性能的影响。通过有限元方法分析了纵向边端效应以及绕组连接方式为电机各相的自电磁特性以及相间的互电磁特性带来的变化。结合两种绕组连接方式详细分析并量化了纵向边端效应对电机动态性能的影响,还分析了电机在不同绕组连接方式下的磁密特性以及铁损耗特性,总结了两种绕组连接方式各自的优缺点。完成了样机在两种绕组连接方式下的测试,分析了电机电动状态时的电磁力脉动以及发电状态时的输出电压纹波,并根据间接测量法处理得到了电机动态运行过程中的铁损耗,不同控制策略下的实验结果均验证了纵向边端效应为电机性能带来的影响,以及电磁分析和仿真结果的正确性。然后从电机设计角度对SRLM的纵向边端效应进行了补偿。通过有限元方法对增加定子辅助磁极的这种已有的补偿方法进行了补偿效果分析,并基于最小化额外空间与成本的目的进行了定子辅助磁极宽度与电磁力脉动之间的敏感性分析,这为定子辅助磁极宽度的选择提供了参考。在等效磁路分析后,根据磁场相似原理提出了一种加宽定子边端磁极的新的纵向边端效应设计补偿方法,并给出了定子边端磁极的理论最优宽度,还对这两种针对平板型SRLM的纵向边端效应的设计补偿方法进行了补偿效果比较。除此之外在借鉴开关磁阻旋转电机的结构特点后,提出了一种不受纵向边端效应影响的SRLM新结构,并在所制造的样机和所建立的硬件平台上完成了实验验证。最后从控制角度对SRLM的纵向边端效应进行了补偿。利用考虑相间互耦合特性的电压平衡方程研究了电机动态运行时纵向边端效应对各相电流峰值造成的影响。随后分析发现原有的SRLM电流估计模型对电流峰值的估计精度有限,为了提高估计精度提出了一种将相间互耦合特性考虑在内的改进的电流估计模型。基于改进的电流估计模型提出了一种用于平衡电流峰值的开通位置自适应调节控制方法,并给出了基于这种调节方法的电机速度闭环控制框图,该系统结构简单且易于实现,实验与仿真结果表明所提控制方法可以实现电流平衡以及对纵向边端效应带来的负面影响进行补偿,该方法在重载和电机饱和情况下同样适用,具有良好的通用性。该论文有图108幅,表13个,参考文献203篇。

林安娜[4](2020)在《基于CRM交错并联Boost PFC的研究》文中认为随着电力电子技术的发展,功率变换器被广泛用于人们的生产生活,由此导致电网输入侧电流畸变,谐波污染和功率因数降低等问题日益严重。采用功率因数校正技术,可以有效的减少谐波污染、提高功率因数和保障供电可靠性,是当今社会研究的热点。为了进一步减小传统Boost PFC电路的电流纹波、器件应力和电感体积,提高它的效率和功率密度,可以采用交错并联技术。交错并联技术能显着减小电流纹波,有利于EMI滤波器的设计和提高变换器的功率等级。因此,本文选择了交错并联Boost PFC变换器为研究目标。本文首先介绍了课题的研究背景、功率因数校正技术的分类和国内外研究现状,说明了课题的研究意义。其次,本文介绍了交错并联Boost PFC变换器的拓扑和特性,详细分析了两相交错并联Boost PFC变换器在CCM、DCM和CRM工作模式下的主要工作波形,电感电流纹波特性。此外,详细分析了CRM交错并联Boost PFC变换器的工作原理,并且基于CRM模式提出了一种新的检测电路和控制方法。最后,通过硬件设计和软件设计,搭建了一台额定输出功率为800W的交错并联Boost PFC变换器,并进行了实验验证。实验结果表明,本文设计的交错并联Boost PFC变换器在额定输入输出时,功率因数能达到0.99,效率高达0.96,THD小于3%,并且输出电压稳定,功率器件能实现软开关。总体而言,本文所设计的交错并联Boost PFC变换器性能优异,能适用于多种应用场合。

杨传江[5](2020)在《PMSM驱动系统故障容错控制的研究》文中指出永磁同步电机(Permanent Magnetic Synchronous Motor,简称PMSM)由于其具有众多优点,被广泛应用于电动汽车、伺服系统、精密设备等领域。驱动系统通常工作在各种复杂工况下,逆变器和重要传感器随时面临故障危险。一旦故障发生,会迫使系统进入非正常状态,从而导致系统的输出性能降级甚至停机,不仅危及生活、生产甚至会酿成灾难性事故。本文关于PMSM驱动系统故障容错控制的研究,主要为寻求一种低成本且故障覆盖率高的逆变器容错方式。同时为应对速度传感器故障,采用了滑模观测器为系统提供精准的速度和角度反馈。为了进一步保持宽速度域内的低抖震性,采用改进型参数自适应二阶滑模观测器。基于上述,为了验证系统在故障后,采用容错控制方案仍可使系统保持稳定运行并有较好的输出性能,本文做了大量的仿真和实验工作。首先,给出了容错系统的评价标准。基于对容错系统成本、故障覆盖率、可靠性等方面的综合考虑,针对传统容错型逆变器对故障容错性能差的问题,论文中重构了一种新的拓扑电路。该拓扑可以全面覆盖逆变器单管、双管故障,且能应对部分三次故障,从而提高了容错型逆变器的可靠性。初次故障发生后可采用正常三相六开关方式运行,针对次级故障提出六开关四矢量非连续SVPWM控制策略,导出了调制波公式,此时,系统运行于降级模式下。同时论文中对电容中性点偏移电压的直流分量暂态响应进行了研究,将电容中性点电压直流分量补偿到定子两相坐标下的电压矢量,同时论文中进行了永磁同步电机容错控制系统仿真及实验验证。其次,高性能的现代交流调速系统对控制精度要求较高,一般离不开测量反馈装置。然而永磁同步电机速度传感器一般随本体在端部轴上安装,无法避免高温、震动的影响。一旦速度传感器发生故障或者信号丢失,系统的控制精度发生降级。此时,采用观测器的转子位置估计值代替故障的硬件速度传感器,不仅成本低而且满足基本性能要求。针对传统一阶滑模观测器存在较大抖震的问题,论文中提出一种基于参数自适应的二阶滑模观测器。根据Super-Twisting算法的理论分析,并考虑到基于这种算法的滑模观测器参数固定导致永磁同步电机调速范围窄的问题,设计了一种可在线调节滑模参数的高阶滑模观测器,并使用饱和函数代替了算法中所用的开关函数。实验及仿真结果得出的所提参数自适应二阶滑模观测器能更有效地抑制滑模抖震。鉴于优良的动态性能和低成本,完全可以作为速度传感器故障的软件容错方式。同样逆变器故障下的仿真结果显示出转矩响应快、转矩谐波畸变率低、开关管故障覆盖能力强等特点。中性点偏移电压经过补偿后,大大加快了直流分量的衰减过程。综上本文所提方法有很好的容错性能,系统能安全可靠运行。最后给出了PMSM容错控制系统的设计。详细介绍了容错逆变器主电路和辅助电路等设计。

赵梓淮[6](2020)在《DCM和CRM混合模式反激PFC变换器研究》文中认为为使用电设备满足国内和国际上的输入电流谐波含量标准,必须采用功率因数校正(power factor correction,PFC)变换器。在各种PFC变换器中,反激PFC变换器因为有很多优点,包括在输入输出有电气隔离、控制和结构简单等,得到了广泛应用。由于当今用电设备趋于多元化,负载因变化范围变宽而对电源提出了新的要求。对于反激PFC变换器,当它工作在断续导通模式(discontious conduction mode,DCM)时,其输入电流的波形是理想正弦波,但它的输出电压纹波较大,且开关管的峰值电流较大,多用于小功率场合;当它工作在临界连续导通模式(critical conduction mode,CRM)时,其开关管峰值电流小,输出电压纹波小,比DCM模式时的功率范围更大,但它的输入电流不是理想正弦波,开关管的开关频率在输入电压过零点附近很高,会增加开关损耗和工作频率范围,影响其应用推广。因此本文通过使用混合导通模式(mixed conduction mode,MCM),使反激PFC变换器能够同时工作在DCM和CRM,并结合两种模式的优点,并能够根据输入电压和负载电流的变化改变两种导通模式的比例,以此改善反激PFC变换器的输入电流波形、输出电压纹波和功率因数等指标。本文对反激PFC变换器工作在MCM状态时进行了详细的理论分析,通过将其与传统DCM和CRM控制下的各项参数进行对比,直观地展现了它的效果。通过仿真和实验验证,该变换器能够工作在MCM,相比于工作在CRM,它的输入电流更接近于正弦波、通过限制开关管的最大工作频率减小其开关损耗、提高了功率因数,相比于工作在DCM减小了输出电压纹波。由于反激PFC变换器工作在传统CRM的输入电流不是理想正弦波,因此本文提出一种使用变斜率三角波的变导通时间(varaible on time,VOT)控制,从而使其实现单位功率因数,通过使主开关管的导通时间发生变化,使输入电流的波形变为理想正弦波。通过将这种使用变斜率三角波的VOT控制引入到MCM反激PFC变换器中,使MCM反激PFC变换器的功率因数进一步提高,达到单位1。本文通过对单位功率因数MCM反激PFC变换器进行详细的理论推导,将其与COT控制的各项参数进行对比,证明其输入电流为理想正弦波,且不会受到转折点的影响,通过仿真验证,进一步证明了该变换器能够工作在单位功率因数MCM,且相比COT控制MCM,其功率因数更高,总谐波失真(total harmonic distortion,THD)更低。

张丽娜[7](2020)在《高效率同步整流反激变换器的研究》文中研究表明随着科技的发展和人民生活水平的不断提高,对资源的需求越来越大,能源的消耗问题也就接踵而来,因此如何提高能源的利用率成为当代社会的一大难题。反激变换器作为开关电源中的典型拓扑,由于其元器件少、电路简单、成本低、体积小等优点,被广泛应用在低电压、大电流的小功率场合,尤其是电源适配器、移动充电器等领域。但传统的反激变换器效率较低,只有85%左右,无法满足现今社会对高效率的追求,因此研究反激变换器的控制模式,提高其效率具有重要意义。首先,本文对传统的CCM/DCM模式以及单独的DCM、BCM模式下的同步整流(SR)反激变换器进行了详细的理论分析,介绍了各模式的工作原理,并对电路进行了参数设计。在每种模式下都研制了一台12V/2.5A输出的实验样机,对样机的实验波形和数据进行了分析。其次,针对CCM模式中由于原副边的共通而效率较低的问题,本文提出了新型的反激电路结构与控制策略——基于辅助开关的变压器绕组短路控制以及一种双脉冲PWM控制。这两种方案可以有效地解决CCM模式中的共通问题,并有助于全输入电压范围的效率优化。本文对提出的两种方案进行了详细的工作原理分析与优化设计,并制作了输出为30W的CCM/DCM实验样机,通过对实验波形和实验数据的分析,验证了这两种方案的可行性。最后,本文提出一种基于双脉冲PWM控制的CCM/BCM混合模式控制策略。这种控制方式使变换器在低压时工作于CCM模式,高压时工作于BCM模式。详细介绍了其工作原理与电路设计,并制作了一台30W输出的实验样机,对样机实验波形和数据进行了分析。在文章的最后,对六台实验样机的实验结果进行了对比,分析了各模式下的优缺点,对比结果证明CCM/BCM混合模式控制具有最好的平均效率。

姚叔春[8](2020)在《辅助发电单元双凸极混合励磁发电机关键技术研究》文中研究说明双凸极混合励磁发电机(DSHEG)具有转子结构简单、可靠性高、能量密度大、高效运行区域较宽等优点,越来越多地受到国内外学者和专家的关注。本文将针对定子混合励磁双凸极发电机的特点,结合辅助发电单元的具体应用背景,以高电压品质、低振动为研究目标,从双凸极电机通用数学模型、混合励磁发电机的快速优化方法、电压谐波抑制和振动抑制的角度进行全面、深入的分析。首先,介绍方波形双凸极发电机的基本结构及原理,推导其通用数学模型,描述开关磁阻发电机与双凸极混合励磁发电机之间的相似性,在此基础上分析了双凸极电机电感的理论模型以及磁链轨迹的统一性原理,提出超前角优化选择策略。总结了双凸极电机电感参数辨识方法,并采用基于冻结磁导率的磁链解耦分析方法,对含有隔磁桥的DSHEG不同运行状态下的单相磁链和电感特性进行研究。搭建了计及三相非对称和饱和的双凸极混合励磁发电机Simulink仿真模型,分析其稳态、动态运行特性和工作特性。其次,提出了一种基于改进田口法的快速优化方法。针对辅助发电单元应用技术要求,结合双凸极混合励磁发电机的稳态性能和工作特性,针对双凸极混合励磁电机叠长、电枢绕组匝数、定子内径、定子极弧角度、励磁绕组匝数、永磁体宽度和厚度等因素,采用田口方法探讨了其对电压调节系数、电压均值和电压波动系数品质因素的影响以及电励磁和永磁励磁的交互作用。构造多目标归一化的含权系数统一评估函数,提出一种可以简化决策过程的改进田口法,并应用于一台“III”型双凸极混合励磁发电机设计,对后续章节进一步快速优化具有借鉴意义。通过实验对DSHEG的理论分析和性能进行初步验证。再次,提出和建立了双凸极混合励磁发电机的电压谐波模型和电感非对称模型,分析了“III”型DSHEG不控整流方式下的电压波动主要原因,通过双凸极混合励磁发电机的谐波分析,针对三相电感不对称系数的补偿,提出一种“LTL”型定子优化模型,并通过单目标田口法对母线电压波动系数进行优化。通过“III”与“LTL”两台样机的实验对比,验证了该齿形优化对电压品质及效率的影响,这种基于电感非对称分析模型的优化也同样适用于其他“C”型和“E”型双凸极电机。最后,建立了双凸极混合励磁发电机电磁振动模型,分析了引起电磁振动的主要原因。分析径向磁拉力的分布和谐波组成,同时建立该电机的振动模态和周向振动模型,并提出一种基于修正系数的薄壁模型,可以计及定子齿形对固有频率影响;探究“LTL”定子参数对二阶固有频率的影响,由此建立周向振动的线性叠加模型,估算电机周向振动幅度。结果表明,径向磁拉力的二次谐波分量与定子二阶固有频率对该电机定子周向振动的影响较大。通过仿真和实验对比分析,验证“LTL”齿形对电机周向振动具有抑制作用。本文工作所研究的双凸极电机通用数学模型、改进田口优化设计方法以及“LTL”型定子齿形优化和振动特性分析模型,都是辅助发电单元双凸极混合励磁发电机的关键技术问题,这些问题的解决对其在辅助发电单元中的应用和推广具有重要意义。

周强[9](2020)在《基于温度/振动检测的智能点检系统设计与应用研究》文中认为工业设备在故障发生前通常伴随着异常振动或者局部超阈值高温,针对机械装备制造设备重要环节振动、温度监测对机械设备安全可靠运行和故障预警具有重要意义。鉴于传统点检系统存在数据反馈滞后、数据汇总方式繁琐和缺乏设备运行状态分析能力等问题,设计一种基于温度/振动检测的智能点检系统。系统由状态监测层,点检终端层以及数据汇总层三层组成,状态监测层基于红外温度传感器和ICP型加速度传感器设计了便携式状态监测节点,节点依据点检终端层采样指令收集点检数据并通过蓝牙反馈数据至点检终端层;点检终端层以Android系统为开发平台设计了智能终端APP,软件功能包括:数据曲线绘制、阈值报警、历史数据查看以及点检数据上传等功能;数据汇总层利用Java和My Sql设计了服务器数据库,实现了基于Wi Fi传输的点检数据接收,历史点检数据查看、数据曲线绘制与保存等功能。实验验证表明:状态监测节点温度、振动信号数据采集准确可靠,智能终端APP和服务器数据库软件功能运行正常符合预期设计目标。论文最后利用本文设计的温度/振动智能点检系统长期监测某型号钻床特定位置的螺栓工作状态,获取到了2100组螺栓不同松动状态下的振动数据,提出一种基于小波理论和人工神经网络技术的螺栓状态分析算法,构建了螺栓松动状态检测模型。实验验证结果表明,模型7种松动状态平均识别率达到95%以上,为设备螺栓松动检测提供了一种新的思路。基于温度/振动检测的智能点检系统为机械装备制造设备振动、温度点检提供了一种新的在线点检方法,为机械装备制造领域的钻床、切削机床和液压机等设备运行状态分析和故障预警提供高效智能的技术手段及数据支撑,该系统具有广阔的应用前景。

宋池[10](2019)在《基于ZigBee的光伏发电电能质量监测系统》文中研究表明随着光伏电站越来越多的投入使用,人们对光伏发电并网造成的电能质量问题也更加关注。针对传统光伏电站电能质量监测系统的不足,本文在参考现有研究成果的基础上,设计了基于ZigBee技术的光伏发电电能质量监测系统,主要研究内容如下:(1)针对当前电能质量监测系统多采用电力线载波通信等有线通信方式,而这些通信方式存在布线困难、信号噪声较大且成本高等问题,设计了一种基于ZigBee技术的电能质量监测系统,对光伏发电系统的电能质量信息进行采集传输。(2)基于Matlab/Simulink搭建了大型光伏电站的仿真模型。分析了光伏阵列、逆变器和负载单元的基本原理,给出了不同负载条件下多个逆变器的输出电压与电流数据,利用所得数据模拟实际光伏电站的发电参数,为后续的电能质量分析提供支撑。(3)在虚拟仪器平台LabVIEW上设计了电能质量分析程序及各个辅助功能模块,针对当前主流的电能质量分析算法在实际工程应用中的不足,本文对F FT算法进行改进,对采样值进行插值补偿以解决现场运行时存在的精度差异等问题,并探讨其如何实现。最后根据所给数据模拟不同工作情况下光伏电站的电能质量。仿真结果与输入发电参数匹配,符合预期目标,验证了本文所设计系统的正确性和实用价值。

二、一种新的低成本电流检测和波形有效值转换方法(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、一种新的低成本电流检测和波形有效值转换方法(论文提纲范文)

(1)智能电网故障录波器设计与实现(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 本课题的研究背景和意义
    1.2 故障录波器的研究现状
    1.3 本课题研究的方向和重点
    1.4 论文的主要内容和结构安排
第二章 故障录波器的总体设计
    2.1 引言
    2.2 故障录波器的设计原则
    2.3 故障录波器的技术指标
    2.4 故障录波器总体框架
        2.4.1 系统硬件框架
        2.4.2 系统单元间通信网络
    2.5 通用硬件模块
        2.5.1 高性能MCU
        2.5.2 4G模块
        2.5.3 GPS模块
    2.6 本章小结
第三章 故障录波器硬件电路设计
    3.1 引言
    3.2 各单元设计要点
    3.3 采集单元硬件选型及原理图
        3.3.1 导线感应取电和能量管理电路
        3.3.2 电流检测和数据采集电路
        3.3.3 本地数据存储
        3.3.4 数据通讯和本地控制网络
        3.3.5 MCU及其外围电路
    3.4 汇集单元硬件选型与电路设计
        3.4.1 太阳能取电和能量管理电路
        3.4.2 汇集单元其余电路
    3.5 监测单元硬件选型与电路设计
        3.5.1 电源电路
        3.5.2 零序电压采集电路
        3.5.3 监测单元其余电路
    3.6 本章小结
第四章 故障录波器软件功能实现
    4.1 开发平台和软件功能总体结构
        4.1.1 软件开发平台
        4.1.2 系统软件功能总体结构
    4.2 采集单元功能实现
        4.2.1 系统时钟设置和调试串口程序
        4.2.2 电流采样及数据传输存储
        4.2.3 采样数据分析判断
        4.2.4 高精度时间戳实现
        4.2.5 工况信息采集与上传
        4.2.6 故障数据TCP/IP上传
    4.3 汇集单元功能实现
        4.3.1 参数修改
        4.3.2 汇集单元相关指令
    4.4 监测单元功能实现
        4.4.1 接地故障判断指标
        4.4.2 零序电压监测和接地故障记录存储
        4.4.3 其余功能
    4.5 本章小结
第五章 硬件电路和软件功能测试
    5.1 硬件电路测试
    5.2 LoRa配置
    5.3 软件功能测试
        5.3.1 信号发生器和Arb Express
        5.3.2 采集单元数据判断
        5.3.3 接地故障召测
    5.4 高精度时间戳
    5.5 本章小结
总结和展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(2)石化设备振动监测仪的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容与技术路线
    1.4 论文结构
2 论文研究相关理论与技术
    2.1 振动监测技术
    2.2 振动信号分析方法
3 振动监测仪需求分析与总体架构设计
    3.1 振动监测仪功能需求分析
    3.2 振动监测仪非功能性需求分析
    3.3 振动监测仪总体架构设计
4 振动监测仪硬件设计
    4.1 硬件总体架构设计
    4.2 传感器设计
    4.3 主控电路设计
    4.4 信号采集模块设计
    4.5 电源电路设计
    4.6 PCB设计
5 振动监测仪信号分析方法与软件设计
    5.1 振动信号分析方法设计
    5.2 采集器软件设计与实现
    5.3 手机APP软件设计
6 系统测试与现场应用
    6.1 采集器调试
    6.2 系统测试与结果分析
    6.3 现场应用效果
7 结论
    7.1 工作总结
    7.2 研究展望
参考文献
致谢
作者简历
学位论文数据集

(3)开关磁阻直线电机纵向边端效应及其补偿方法研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
abstract
变量注释表
1 概述
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 直线电机分类与常见直线电机
    1.3 开关磁阻直线电机研究现状
    1.4 直线电机纵向边端效应研究现状
    1.5 本文主要研究内容
2 开关磁阻直线电机高精度非线性建模研究?
    2.1 引言
    2.2 改进的磁链-电流曲线的准线性模型及其分析
    2.3 新型的磁链-电流-位置曲线训练方法
    2.4 基于六阶傅里叶级数法的磁链非线性模型
    2.5 实验验证
    2.6 本章小节
3 开关磁阻直线电机绕组连接方式及纵向边端效应研究?
    3.1 引言
    3.2 静态电磁特性分析
    3.3 动态特性分析
    3.4 磁密特性分析
    3.5 铁损耗分析
    3.6 实验验证
    3.7 本章小节
4 开关磁阻直线电机纵向边端效应设计补偿研究?
    4.1 引言
    4.2 设计补偿原理
    4.3 纵向边端效应设计补偿方法一
    4.4 纵向边端效应设计补偿方法二
    4.5 不受纵向边端效应影响的SRLM新结构
    4.6 本章小节
5 开关磁阻直线电机纵向边端效应控制补偿研究?
    5.1 引言
    5.2 纵向边端效应对电流峰值的影响
    5.3 电流估计模型
    5.4 开通位置自适应调节控制方法
    5.5 实验验证
    5.6 本章小节
6 结论?
    6.1 本文的主要工作
    6.2 进一步工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集

(4)基于CRM交错并联Boost PFC的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 功率因数校正
        1.2.1 功率因数的定义
        1.2.2 无源功率因数校正技术
        1.2.3 有源功率因数校正技术
    1.3 PFC技术的国内外研究现状
    1.4 本文的研究意义和内容
        1.4.1 本文的研究意义
        1.4.2 本文的主要内容
第二章 交错并联BOOST PFC变换器的分析
    2.1 交错并联BOOST PFC变换器的特性
        2.1.1 输入电流纹波
        2.1.2 输出电容电流有效值
        2.1.3 升压电感
    2.2 CCM交错并联BOOST PFC变换器
    2.3 DCM交错并联BOOST PFC变换器
    2.4 CRM交错并联BOOST PFC变换器
    2.5 基于CRM模式的一种新控制方法
    2.6 本章小结
第三章 硬件设计
    3.1 主电路设计
        3.1.1 整流桥的选取
        3.1.2 升压电感的设计
        3.1.3 开关管和续流二极管的选取
        3.1.4 输出电容的设计
    3.2 基于TMS320F28022的最小系统设计
        3.2.1 TMS320F28022型DSC简介
        3.2.2 电源电路
        3.2.3 时钟电路
        3.2.4 复位电路
        3.2.5 JTAG接口电路
    3.3 辅助电源设计
    3.4 软开关设计
    3.5 本章小结
第四章 软件设计
    4.1 软件设计方案
    4.2 电压电流采样及过压过流保护
    4.3 开关管导通时间补偿
    4.4 软开关控制策略
    4.5 本章小结
第五章 实验结果及分析
    5.1 输入输出测试
    5.2 样机性能测试
    5.3 驱动信号和电感电流波形
    5.4 软开关测试
    5.5 本章小结
结论与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(5)PMSM驱动系统故障容错控制的研究(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 国内外研究现状
        1.2.1 PMSM控制方法的研究现状
        1.2.2 PMSM驱动系统检测方法研究现状
        1.2.3 PMSM容错拓扑结构及其控制策略的研究现状
    1.3 本论文的主要研究内容
第2章 PMSM数学模型及矢量控制
    2.1 PMSM数学模型及其坐标变换
        2.1.1 PMSM静止两相坐标下数学模型
        2.1.2 PMSM旋转坐标下数学模型
    2.2 PMSM矢量控制
        2.2.1 矢量控制的实现方式
        2.2.2 矢量控制双闭环设计及其仿真
    2.3 本章小结
第3章 传感器故障后无速度传感器矢量控制的研究
    3.1 采用硬、软件方式容错运行综合分析
    3.2 无速度传感器矢量控制系统
        3.2.1 传统滑模观测器控制的理论建模
        3.2.2 二阶参数自适应滑模观测器
        3.2.3 验证自适应算法的有效性
    3.3 两种滑模观测器在各种工况下仿真和实验比对分析
        3.3.1 动态仿真过程中两种观测器的性能比对验证
        3.3.2 低速度下两种观测器的实验比对分析
    3.4 本章小结
第4章 逆变器故障的容错控制研究
    4.1 逆变器容错性能的评价
    4.2 正常状态下三相六开关型逆变器的仿真分析
    4.3 故障下无缓冲功能型逆变器的容错研究
        4.3.1 故障下三相四开关拓扑及其SVPWM调制
        4.3.2 三相四开关矢量控制的仿真验证
    4.4 高可靠性容错逆变器及其矢量控制方法
        4.4.1 高可靠性逆变器结构及其运行方式
        4.4.2 故障下三相六开关四矢量SVPWM理论推导及其调制波
        4.4.3 直流偏置电压的抑制
        4.4.4 双管故障下三相六开关在各种工况下的仿真对比分析
    4.5 本章小结
第5章 PMSM控制器的系统设计
    5.1 硬件电路设计
        5.1.1 容错型主功率电路
        5.1.2 驱动部分电路
        5.1.3 信号的检测与调理电路
        5.1.4 电源电路
    5.2 控制系统软件设计
        5.2.1 主程序设计
        5.2.2 中断程序设计
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢

(6)DCM和CRM混合模式反激PFC变换器研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 论文研究背景及意义
    1.2 PFC技术
        1.2.1 无源PFC技术
        1.2.2 有源PFC技术
    1.3 变换器的工作模式
    1.4 开关变换器的控制技术
    1.5 论文的研究内容
2 DCM和 CRM混合导通模式反激PFC变换器
    2.1 CRM反激PFC变换器
    2.2 DCM反激PFC变换器
    2.3 MCM反激PFC变换器
    2.4 DCM、CRM和 MCM反激PFC变换器的对比
        2.4.1 输入电流
        2.4.2 输出电压纹波
        2.4.3 开关频率
        2.4.4 开关管峰值电流
        2.4.5 开关管有效值电流
    2.5 本章小结
3 单位功率因数MCM反激PFC变换器
    3.1 使用变斜率三角波的VOT控制单位功率因数CRM反激PFC变换器
    3.2 单位功率因数MCM反激PFC变换器
    3.3 COT控制和单位功率因数MCM反激PFC变换器特性对比分析
        3.3.1 输入电流
        3.3.2 输出电压纹波
        3.3.3 开关频率
        3.3.4 开关管峰值电流
        3.3.5 开关管有效值电流
    3.4 本章小结
4 仿真与实验
    4.1 MCM反激PFC变换器
        4.1.1 仿真结果
        4.1.2 实验结果
    4.2 单位功率因数MCM反激PFC变换器
    4.3 本章小结
5 总结与展望
    5.1 全文工作总结
    5.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果
致谢

(7)高效率同步整流反激变换器的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 SR反激变换器的国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
2 传统SR反激变换器在各模式下的电路设计与分析
    2.1 SR反激变换器的工作原理
    2.2 CCM/DCM模式下电路设计与分析
        2.2.1 电路主要参数
        2.2.2 损耗模型计算
        2.2.3 实验结果
    2.3 DCM模式下电路设计与分析
        2.3.1 电路主要参数
        2.3.2 损耗模型计算
        2.3.3 实验结果
    2.4 BCM模式下电路设计与分析
        2.4.1 电路主要参数
        2.4.2 损耗模型计算
        2.4.3 实验结果
    2.5 本章小结
3 辅助管控制下的SR反激变换器
    3.1 辅助管控制的工作原理与运行分析
    3.2 共通电流的分析计算
    3.3 电路的设计与优化
        3.3.1 开关器件的选择
        3.3.2 导通时间和死区时间的选择
        3.3.3 损耗分析
    3.4 实验结果
    3.5 本章小结
4 双脉冲控制下的SR反激变换器
    4.1 双脉冲控制的工作原理与运行分析
    4.2 损耗分析
    4.3 实验结果
    4.4 本章小结
5 CCM/BCM混合模式下的SR反激变换器
    5.1 工作原理分析
    5.2 控制电路设计
    5.3 实验结果
    5.4 本章小结
6 实验结果对比
    6.1 样机参数对比
    6.2 样机效率对比
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录Ⅰ
附录Ⅱ

(8)辅助发电单元双凸极混合励磁发电机关键技术研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
缩写、符号清单、术语表
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 辅助发电单元发电机的研究现状
    1.3 双凸极电机的研究现状
        1.3.1 双凸极电机的分类和发展
        1.3.2 双凸极定子励磁电机的数学建模
        1.3.3 双凸极定子励磁电机设计
        1.3.4 双凸极定子励磁电机的优化算法
        1.3.5 关键技术问题
    1.4 本文研究内容概述
第2章 双凸极混合励磁发电机原理及数学模型
    2.1 双凸极发电机结构及原理
        2.1.1 开关磁阻发电机
        2.1.2 混合励磁双凸极发电机
    2.2 双凸极发电机的通用数学模型
        2.2.1 基础模型
        2.2.2 双凸极电机电感理论模型
        2.2.3 统一磁链轨迹及超前角优化
    2.3 双凸极电机电感参数辨识
        2.3.1 离线测量法和在线测量法
        2.3.2 数值拟合法
        2.3.3 基于冻结磁导率的仿真分析法
    2.4 双凸极混合励磁发电系统的工作特性
        2.4.1 基于Simulink的双凸极混合励磁发电机不控整流系统模型
        2.4.2 双凸极混合励磁不控整流发电机系统的动态调整过程
        2.4.3 双凸极混合励磁发电系统工作特性曲线
    2.5 本章小结
第3章 基于改进田口法的双凸极混合励磁发电机基础设计
    3.1 改进田口分析法理论基础
        3.1.1 田口分析法的基本流程
        3.1.2 田口分析中的基本概念
        3.1.3 田口法改进策略
    3.2 改进田口法在DSHEG中的应用
        3.2.1 辅助发电单元的设计要求
        3.2.2 双凸极混合励磁发电机磁路法设计
        3.2.3 电压品质特性和影响因素选择
        3.2.4 田口设计与实验分析
        3.2.5 励磁源的交互作用分析
    3.3 设计结果
        3.3.1 设计结果对比
        3.3.2 双凸极混合励磁发电机端部效应分析
    3.4 仿真与实验验证
        3.4.1 实验平台
        3.4.2 稳态与动态特性
        3.4.3 工作特性
    3.5 结论
第4章 双凸极混合励磁发电机齿形优化
    4.1 DSHEG不控整流母线电压谐波分析
        4.1.1 三相磁路对称的电压谐波分析
        4.1.2 三相磁路非对称的电压谐波分析
    4.2 LTL型双凸极混合励磁发电机
        4.2.1 三相磁路非对称模型
        4.2.2 定子齿形优化方法
        4.2.3 仿真电压特性比较
    4.3 DSHEG实验结果对比分析
        4.3.1 电压品质比较
        4.3.2 损耗与效率比较
    4.4 结论
第5章 双凸极混合励磁发电机的电磁振动分析
    5.1 DSHEG的径向力分析模型
        5.1.1 径向磁密和切向磁密
        5.1.2 径向磁拉力和切向磁拉力特性
    5.2 DSHEG的定子模态分析模型
        5.2.1 基于定子齿形修正的振动模态解析分析
        5.2.2 “LTL”定子参数对二阶固有频率特性的影响
    5.3 DSHEG的振动简化分析模型
    5.4 有限元仿真验证
        5.4.1 径向力谐波分析
        5.4.2 模态振型与振动位移分析
        5.4.3 LTL型与III型 DSHEG比较
    5.5 实验分析与验证
    5.6 结论
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 后续研究工作展望
作者博士期间成果及参与项目
参考文献

(9)基于温度/振动检测的智能点检系统设计与应用研究(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 国内外研究现状
        1.2.1 设备点检发展现状
        1.2.2 机械运行状态分析研究现状
    1.3 主要研究内容
2 智能点检系统设计方案
    2.1 总体设计方案
    2.2 状态监测层设计方案
    2.3 点检终端层设计方案
    2.4 数据汇总层设计方案
    2.5 本章小结
3 智能点检系统硬件设计
    3.1 MCU系统设计
        3.1.1 MCU最小系统
        3.1.2 MCU功能引脚分配
    3.2 振动测量模块设计
        3.2.1 振动测量模块电路设计
        3.2.2 关键元器件的适配性能分析
    3.3 温度测量模块
    3.4 蓝牙通讯模块
    3.5 电源管理模块
    3.6 本章小结
4 智能点检系统软件设计
    4.1 状态监测层软件设计
        4.1.1 状态监测节点主函数
        4.1.2 振动数据采集软件模块设计
        4.1.3 温度数据采集软件模块设计
    4.2 点检终端层软件设计
        4.2.1 点检应用软件开发环境及流程
        4.2.2 点检应用软件结构及工作流程
        4.2.3 点检应用软件子模块设计
        4.2.4 点检应用软件功能实现
    4.3 数据汇总层软件设计
        4.3.1 数据库服务器软件框架
        4.3.2 数据库服务器GUI设计
        4.3.3 数据库服务器软件子模块设计
    4.4 本章小结
5 系统功能验证
    5.1 系统硬件功能验证
    5.2 系统功能整体验证
    5.3 本章小结
6 智能点检系统应用
    6.1 建立螺栓松动状态分析BP神经网络模型
        6.1.1 振动数据预处理
        6.1.2 BP神经网络训练特征值
        6.1.3 获取最佳BP神经网络模型
    6.2 螺栓松动状态分析算法软件实现
    6.3 智能点检系统扩展功能应用
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 论文工作总结
    7.2 未来展望
致谢
参考文献
附录 攻读硕士学位期间发表的论文和出版着作情况

(10)基于ZigBee的光伏发电电能质量监测系统(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状和发展趋势
        1.2.1 ZigBee技术国内外研究现状与发展
        1.2.2 电能质量监测的国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第2章 光伏电站电能质量的评估指标
    2.1 电能质量的基本概念
    2.2 电能质量的评估指标
    2.3 光伏电站电能质量要求与入网规定
第3章 基于ZigBee技术的系统架构
    3.1 系统整体架构
    3.2 大型光伏电站对通信要求的特殊性
    3.3 ZigBee与不同通信方式的对比
    3.4 ZigBee网络拓扑结构
    3.5 网络架构
        3.5.1 ZigBee无线组网
        3.5.2 ZigBee网络节点
        3.5.3 ZigBee节点供电电源
    3.6 Z-stack协议栈
    3.7 ZigBee应用于电能质量监测的可行性分析
    3.8 本章小结
第4章 大型光伏电站仿真模型
    4.1 大型光伏电站介绍
        4.1.1 光伏阵列
        4.1.2 逆变器模型
        4.1.3 负载单元
    4.2 大型光伏电站仿真模型的建立
    4.3 本章小结
第5章 电能质量监测系统程序实现及算法分析
    5.1 LabVIEW概述
    5.2 主要控件和辅助函数
    5.3 电能质量监测仪的程序设计
        5.3.1 账号安全登录模块设计
        5.3.2 有效值与幅值测量模块
        5.3.3 三相电压波形监测模块
        5.3.4 三相电压不平衡度模块
        5.3.5 电压偏差模块
        5.3.6 电压波动模块
        5.3.7 超限指示灯和超限计数模块
        5.3.8 越限断开逆变器模块
        5.3.9 单路信号谐波分析的程序设计
    5.4 电能质量分析基本算法简介
        5.4.1 对称分量法计算不平衡度简介
        5.4.2 光伏阵列基于FFT算法的常规谐波分析算法简介
    5.5 电能质量分析算法的改进
        5.5.1 去直流分量算法
        5.5.2 门限值处理算法
        5.5.3 测量值精度补偿处理
        5.5.4 对采样值进行插值补偿
        5.5.5 兼容任意采样点数的FFT算法
        5.5.6 考虑负频率的次谐波的改进检测算法
    5.6 本章小结
第6章 系统的调试
    6.1 整体程序
    6.2 不同工况分析
        6.2.1 正常工作
        6.2.2 不平衡负载
        6.2.3 光照强度减弱
        6.2.4 光照强度减弱再恢复
        6.2.5 单路谐波
    6.3 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间主要研究成果
致谢

四、一种新的低成本电流检测和波形有效值转换方法(论文参考文献)

  • [1]智能电网故障录波器设计与实现[D]. 贺云. 华南理工大学, 2020(02)
  • [2]石化设备振动监测仪的设计与实现[D]. 王树强. 山东科技大学, 2020(06)
  • [3]开关磁阻直线电机纵向边端效应及其补偿方法研究[D]. 聂瑞. 中国矿业大学, 2020(01)
  • [4]基于CRM交错并联Boost PFC的研究[D]. 林安娜. 华南理工大学, 2020(02)
  • [5]PMSM驱动系统故障容错控制的研究[D]. 杨传江. 哈尔滨理工大学, 2020(02)
  • [6]DCM和CRM混合模式反激PFC变换器研究[D]. 赵梓淮. 西华大学, 2020(01)
  • [7]高效率同步整流反激变换器的研究[D]. 张丽娜. 杭州电子科技大学, 2020(02)
  • [8]辅助发电单元双凸极混合励磁发电机关键技术研究[D]. 姚叔春. 浙江大学, 2020(01)
  • [9]基于温度/振动检测的智能点检系统设计与应用研究[D]. 周强. 南京理工大学, 2020(01)
  • [10]基于ZigBee的光伏发电电能质量监测系统[D]. 宋池. 湖北民族大学, 2019(03)

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一种新型的低成本电流检测和波形 RMS 转换方法
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