机载光电侦察平台复合减振设计 被引量：37

1

作者 王平 王伟 +2 位作者 丁金伟 程志峰 刘家燕 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期83-89,共7页

为减小振动对机载光电侦察平台成像质量和稳定精度的影响,对光电平台进行了复合减振设计。分析了复合减振原理,针对以往单级隔振系统存在的缺点在平台内框架和外框架之间设计了二级减振系统,更加有效地隔离了外框架传递到内框架上的振... 为减小振动对机载光电侦察平台成像质量和稳定精度的影响,对光电平台进行了复合减振设计。分析了复合减振原理,针对以往单级隔振系统存在的缺点在平台内框架和外框架之间设计了二级减振系统,更加有效地隔离了外框架传递到内框架上的振动。采用二维参数优化方法计算出了复合减振系统的最优固有频率比fopt为1.43,最优阻尼比ζopt为0.243。最后,通过振动试验验证了光电平台复合减振效果。与以往单级隔振系统相比,复合减振系统的最大振动传递率降低了50%,振动传递率小于1的频率范围更宽,高频时传递率的衰减程度也大大优于单级隔振系统。得到的结果表明了光电平台复合减振设计的合理性和有效性。 展开更多

关键词 光电平台 复合减振 振动传递率 减震器

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机载光电平台内框架拓扑优化设计 被引量：28

2

作者 王平 张国玉 +2 位作者 刘家燕 李明 高玉军 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第13期135-141,共7页

为提高机载光电平台动态性能,减小振动环境对其成像质量的不利影响,采用基于变密度法的拓扑优化理论,以最小化合成柔度指数为目标函数,以基频不低于某值为约束条件,对光电平台内框架进行了拓扑优化设计,并对优化前、后内框架结构的刚强... 为提高机载光电平台动态性能,减小振动环境对其成像质量的不利影响,采用基于变密度法的拓扑优化理论,以最小化合成柔度指数为目标函数,以基频不低于某值为约束条件,对光电平台内框架进行了拓扑优化设计,并对优化前、后内框架结构的刚强度及模态振型进行了对比分析,结果表明优化后内框架在减重8%的情况下静、动态特性均得到了大幅度提升,最大变形量由0.058 mm下降至0.016 mm,最大应力值由16.3 MPa下降至2.7 MPa,基频由131 Hz提高至213 Hz。在减小重量的同时有效地降低了结构的最大变形,提高了结构整机性能。最后通过振动试验验证了拓扑优化结果的正确性。这种拓扑优化技术将为以后光电平台的设计提供有效的帮助。 展开更多

关键词 机械设计 拓扑优化 光电平台 变密度法 有限元分析

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两轴四框架机载光电平台稳定原理分析 被引量：14

3

作者 吕宏宇 金刚石 高旭辉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期194-198,共5页

讨论了两轴四框架光电稳定平台的工作原理,根据各框架转轴坐标旋转关系,利用转移矩阵,建立了各框架的运动学耦合方程;并对载机扰动在平台框架间的运动耦合补偿进行了分析,推导出速率稳定回路中电机的偏转输出速率;进而给出了内外框架的... 讨论了两轴四框架光电稳定平台的工作原理,根据各框架转轴坐标旋转关系,利用转移矩阵,建立了各框架的运动学耦合方程;并对载机扰动在平台框架间的运动耦合补偿进行了分析,推导出速率稳定回路中电机的偏转输出速率;进而给出了内外框架的控制原理框图;为高精度机载吊舱的稳定控制设计提供理论依据。 展开更多

关键词 两轴四框架 光电平台 速率稳定

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机载光电平台外框架结构优化设计 被引量：11

4

作者 王平 刘家燕 +1 位作者 李永刚 高玉军 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2015年第1期84-91,共8页

为减小机载光电平台的质量,提高机载光电平台动态性能,依据优化基本理论,以外框架壁厚、筋高和筋宽为设计变量,质量最小为目标函数,以固有频率不低于150 Hz为约束条件,对光电平台外框架进行了优化设计,在满足刚度和强度的前提下,优化后... 为减小机载光电平台的质量,提高机载光电平台动态性能,依据优化基本理论,以外框架壁厚、筋高和筋宽为设计变量,质量最小为目标函数,以固有频率不低于150 Hz为约束条件,对光电平台外框架进行了优化设计,在满足刚度和强度的前提下,优化后的外框架最大静力学变形量增加了0.015 mm,质量减小了1.4 kg,固有频率提高了近40 Hz。外框架经过优化后,去除了自身冗余的质量,改善了外框架的动态特性,提高了光电平台结构整机性能。最后通过振动试验验证了优化结果的正确性,和试验结果相比,仿真误差不超过10%,且优化后的外框架可以满足振动环境的使用要求。这种优化技术将为以后光电平台的设计提供有效的帮助。 展开更多

关键词 优化设计 光电平台 外框架 有限元分析

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光电平台惯性稳定系统的自适应动态摩擦补偿 被引量：10

5

作者 鲍文亮 黄显林 +1 位作者 尹航 卢鸿谦 《电光与控制》 北大核心 2012年第4期50-54,共5页

机载光电平台能够实时获取侦察测量信息,通过设计惯性稳定系统隔离载体运动以减小光学传感器视轴的抖动。对于采用整体稳定方式的光电平台,环架轴系间的摩擦是影响视轴稳定精度的主要扰动因素。考虑摩擦力矩由LuGre动态摩擦模型描述,针... 机载光电平台能够实时获取侦察测量信息,通过设计惯性稳定系统隔离载体运动以减小光学传感器视轴的抖动。对于采用整体稳定方式的光电平台,环架轴系间的摩擦是影响视轴稳定精度的主要扰动因素。考虑摩擦力矩由LuGre动态摩擦模型描述,针对动态摩擦参数和系统负载特性未知的情况,为惯性稳定回路设计了一种模型参考自适应摩擦补偿控制器。通过类李雅普诺夫分析证明了闭环系统跟踪误差的渐近收敛性。仿真结果显示,相比采用传统的比例积分惯性稳定控制器,光电平台系统的稳定精度得到显著提升。 展开更多

关键词 光电平台 视轴稳定 摩擦补偿 模型参考自适应控制

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基于前馈控制的舰载光电跟踪技术 被引量：5

6

作者 吕舒 张涯辉 +1 位作者 包启亮 陈洪斌 《半导体光电》 CAS 北大核心 2015年第1期172-176,共5页

目标快速运动及舰载平台姿态变化使得舰载光电跟踪系统形成较大的跟踪误差。为了减小该误差,提出了一种基于前馈控制的补偿方案。该方案利用坐标变换给出了由船摇和目标运动引起的跟踪扰动量,并通过滤波求取该扰动量的一阶导数,以此作... 目标快速运动及舰载平台姿态变化使得舰载光电跟踪系统形成较大的跟踪误差。为了减小该误差,提出了一种基于前馈控制的补偿方案。该方案利用坐标变换给出了由船摇和目标运动引起的跟踪扰动量,并通过滤波求取该扰动量的一阶导数,以此作为跟踪系统的前馈量加入系统中,达到对扰动进行补偿的效果。仿真结果显示,系统的跟踪精度提高了一个数量级。 展开更多

关键词 前馈控制 光电跟踪 姿态控制 运动平台 视轴稳定

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一种具有时变观测器增益的摩擦补偿方法 被引量：4

7

作者 黄显林 鲍文亮 +1 位作者 卢鸿谦 尹航 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期46-49,54,共4页

为有效抑制摩擦扰动对光电平台性能的影响,针对环架轴系间的摩擦由LuGre模型描述的情况,设计自适应摩擦补偿控制器。提出一种采用具有时变增益摩擦状态观测器的摩擦补偿方法,通过类李雅普诺夫分析证明整个闭环系统跟踪误差的渐近收敛性... 为有效抑制摩擦扰动对光电平台性能的影响,针对环架轴系间的摩擦由LuGre模型描述的情况,设计自适应摩擦补偿控制器。提出一种采用具有时变增益摩擦状态观测器的摩擦补偿方法,通过类李雅普诺夫分析证明整个闭环系统跟踪误差的渐近收敛性。仿真结果表明,通过对时变增益函数中设计参数的适当选择,相比采用具有常数增益的观测器,系统的角速度跟踪误差进入0.03 rad/s误差带的时间由62 s提升至44.5 s,稳态误差峰峰值由0.041 3 rad/s提升至0.032 5 rad/s。系统获得了响应速度和响应精确度的同时提升。 展开更多

关键词 光电平台 视轴稳定 摩擦补偿 时变增益 自适应控制

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机载光电平台球罩的视轴指向误差 被引量：3

8

作者 韩松伟 项阳 +6 位作者 刘洵 孟中 毛大鹏 吴志勇 王国华 丁金伟 李永刚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第10期2385-2391,共7页

机载光电平台光学镜头前的通光窗口须选用内外球心重合的等厚球形玻璃球罩,这是由于球罩在加工过程中产生的内外表面球心不重合会给视轴指向精度带来附加误差。本文根据光路图推导出了产生这种误差的数学表达式,分析了内外球心偏离对视... 机载光电平台光学镜头前的通光窗口须选用内外球心重合的等厚球形玻璃球罩,这是由于球罩在加工过程中产生的内外表面球心不重合会给视轴指向精度带来附加误差。本文根据光路图推导出了产生这种误差的数学表达式,分析了内外球心偏离对视轴指向精度的影响,进行了相关实验并对实验数据进行处理。实验结果表明,实测数据与数学理论推导结果吻合得很好。当某机载光电平台球罩的内外表面球心沿视场中心线的偏离达到0.26 mm时,45°视场处的视轴指向误差实测值达到0.075°,超出了0.029(°0.5 mrad)的允许值。为了将球罩加工误差带来的视轴指向偏差减小到理想值0.017°(0.3 mrad)以内,内外球心偏离必须控制在0.10 mm以内。根据分析结论重新加工了球罩内外表面,将球罩内外球心偏离控制在0.1 mm以内后,视轴误差均满足要求。 展开更多

关键词 光电平台 玻璃球罩 视轴指向精度

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基于自适应估计的光电平台目标跟踪方法 被引量：3

9

作者 张静 王宏伦 盖文东 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第12期1465-1468,共4页

在基于图像的目标跟踪系统中,跟踪器延迟对系统的稳定性和跟踪精度产生不利影响.通过对光电平台伺服系统的理想控制指令的分析,给出了一种基于自适应估计的跟踪器延迟补偿方法.该方法采用自适应估计器快速估计目标速度,预测目标位置,同... 在基于图像的目标跟踪系统中,跟踪器延迟对系统的稳定性和跟踪精度产生不利影响.通过对光电平台伺服系统的理想控制指令的分析,给出了一种基于自适应估计的跟踪器延迟补偿方法.该方法采用自适应估计器快速估计目标速度,预测目标位置,同时结合无人机位置和姿态信息预测控制指令实现延迟补偿.仿真结果表明:该方法在目标机动和载机机动情况下能够有效提高光电平台的跟踪精度. 展开更多

关键词 图像目标跟踪 延迟补偿 自适应估计 跟踪精度 光电平台

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基于航空光电侦察平台的目标测速 被引量：2

10

作者 徐诚 黄大庆 +2 位作者 周春祎 韩伟 王东振 《遥测遥控》 2015年第1期11-16,共6页

航空光电侦察平台具有稳定跟踪功能,能够隔离载机姿态运动和其他干扰力矩所造成的摄像机光轴在惯性空间内的抖动,以保证获取清晰的图像。光电侦察平台能够输出摄像机的方位角、高低角,并能通过激光测距机测量目标和载机的距离,这给目标... 航空光电侦察平台具有稳定跟踪功能,能够隔离载机姿态运动和其他干扰力矩所造成的摄像机光轴在惯性空间内的抖动,以保证获取清晰的图像。光电侦察平台能够输出摄像机的方位角、高低角,并能通过激光测距机测量目标和载机的距离,这给目标测速的实现提供了可能。基于航空光电侦察平台,结合载机自身的导航数据,提出一种新的目标测速算法。介绍测速系统结构和坐标系定义,推导动目标测速算法,并建立测速误差模型。仿真结果表明,该算法能够有效测量目标速度,具有较强的实用性。 展开更多

关键词 光电侦察平台 目标测速 目标定位 测速误差

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两轴稳定平台大俯仰角状态控制技术研究 被引量：1

11

作者 王辉 边栓成 《微计算机信息》 2012年第6期32-33,共2页

在对两轴稳定平台一般构型分析的基础上,指出了其在俯仰方向大角度时稳定控制存在的不足,提出了采用三正交陀螺稳定控制方式解决大俯仰角控制问题的方法,最后利用MATLAB进行了数学仿真,结果表明该方法有效提高了系统的稳定精度。

关键词 光电系统 稳定平台 大俯仰角

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基于xPC的光电平台系统半实物实时仿真 被引量：1

12

作者 黄显林 鲍文亮 +1 位作者 卢鸿谦 李明明 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期19-25,共7页

为了便捷高效地设计和调试光电平台系统的稳定、跟踪控制算法,基于Matlab的xPCTarget环境设计开发了半实物实时仿真系统。阐述了系统的总体设计方案,给出了系统软、硬件实现方法。通过半实物仿真,完成了平台的模型结构参数辨识,设计并... 为了便捷高效地设计和调试光电平台系统的稳定、跟踪控制算法,基于Matlab的xPCTarget环境设计开发了半实物实时仿真系统。阐述了系统的总体设计方案,给出了系统软、硬件实现方法。通过半实物仿真,完成了平台的模型结构参数辨识,设计并测试了比例积分控制器、校正控制器和μ综合控制器。对半实物仿真系统进行摇摆实验以评估所设计的控制系统的视轴稳定精度。实验结果显示,校正控制器因其在低频段具有更高的增益从而使系统获得了最高的稳定精度,通过实验结果可有效地选择出扰动抑制特性最优的控制器设计。 展开更多

关键词 光电平台 惯性稳定 XPC目标 半实物仿真 Μ综合

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光电对抗仿真试验系统软件平台的设计与应用 被引量：1

13

作者 张洁 王迅 刘静梅 《红外》 CAS 2011年第7期34-37,共4页

通过对内外场试验进行比较,针对内场试验更加灵活、可控、节约以及可克服外场试验的一些制约条件等优点,提出了构建光电对抗仿真试验系统的思想。首先简要介绍了光电对抗仿真试验系统软件平台的主要功能和软件组成,然后以红外警戒试验为... 通过对内外场试验进行比较,针对内场试验更加灵活、可控、节约以及可克服外场试验的一些制约条件等优点,提出了构建光电对抗仿真试验系统的思想。首先简要介绍了光电对抗仿真试验系统软件平台的主要功能和软件组成,然后以红外警戒试验为例,详细阐述了利用该平台进行试验设计与应用的全过程。该平台已成功用于某靶场分布式光电对抗试验系统,它也可以为类似系统的构建提供借鉴。 展开更多

关键词 光电对抗 仿真 平台

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弹性力矩对光电平台稳定精度影响的定量研究

14

作者 嵇婷 刘宇 +4 位作者 王亚伟 李磊 李思众 陈静 王本国 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期648-653,共6页

稳定精度是衡量光电平台性能的重要指标,干扰力矩是影响稳定精度的最主要因素,而线缆弹性力矩是扰动力矩的重要组成,因此减小线缆弹性力矩对提高光电平台的稳定精度具有重要意义。建立了光电稳定平台和线缆弹性力矩的数学模型,定量分析... 稳定精度是衡量光电平台性能的重要指标,干扰力矩是影响稳定精度的最主要因素,而线缆弹性力矩是扰动力矩的重要组成,因此减小线缆弹性力矩对提高光电平台的稳定精度具有重要意义。建立了光电稳定平台和线缆弹性力矩的数学模型,定量分析了弹性力矩对稳定精度的影响,并在该基础上提出了一种减小线缆弹性力矩的方法,通过将该方法应用于实际产品,证明了该方法可以使弹性力矩降低0.180 N·m,光轴角度变化减小了16.3%。 展开更多

关键词 光电平台 扰动力矩 稳定精度 线缆弹性力矩

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光电设备数字标校中的空间姿态耦合分析

15

作者 赵东伟 夏志清 +2 位作者 李迅 李庶中 李越强 《光学与光电技术》 2019年第5期78-85,共8页

针对光电设备传统安装标校方法操作复杂、工作难度大的缺点,提出了一种光电设备数字标校方法,并结合平台稳定型光电设备开展了数字标校过程的姿态耦合分析,重点分析了设备安装水平倾角耦合关系、空间稳定姿态解算和设备方位零位解算过程... 针对光电设备传统安装标校方法操作复杂、工作难度大的缺点,提出了一种光电设备数字标校方法,并结合平台稳定型光电设备开展了数字标校过程的姿态耦合分析,重点分析了设备安装水平倾角耦合关系、空间稳定姿态解算和设备方位零位解算过程,并通过仿真计算和试验验证了该方法的可行性。试验验证结果表明:具有稳定平台的光电设备采用该数字标校方法进行安装标校和稳定控制时,在动态条件下其目标数据精度可满足2 mrad的技术指标要求。该研究对光电设备标校及误差源分析具有工程指导意义。 展开更多

关键词 光电设备 数字标校 姿态解算 稳定平台 仿真计算

原文传递

楔式稳定平台的数学模型及其运动仿真

16

作者 李伦平 闫峰 邹志锋 《机械工程师》 2006年第9期122-124,共3页

文中提出了楔式稳定平台的数学模型,介绍了该平台对载体摇晃的补偿算法,在算法中采用了正向试探求解法,并依照就近补偿原则有效地降低了平台补偿过程中的非线性误差。建立了运动仿真模型,对求解结果作了进一步地验证。

关键词 楔式 光电 稳定平台 补偿 仿真

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机载光电平台目标定位与误差分析 被引量：48

17

作者 孙辉 《中国光学》 EI CAS 2013年第6期912-918,共7页

根据机载光电平台的特点，建立了6个坐标系统，进行了8次线性变换，构建了从光电平台成像系统像面坐标系到大地地理坐标系的目标定位数学模型。计算了目标在大地地理坐标系的经纬度和高程坐标，分析了各种测量参数对目标定位精度的影响... 根据机载光电平台的特点，建立了6个坐标系统，进行了8次线性变换，构建了从光电平台成像系统像面坐标系到大地地理坐标系的目标定位数学模型。计算了目标在大地地理坐标系的经纬度和高程坐标，分析了各种测量参数对目标定位精度的影响。通过建立误差模型和仿真数据进行目标定位实验，采用蒙特卡罗方法统计目标定位误差。实验结果表明，载机经纬度误差、载机姿态角度误差及光电平台指向角度误差是影响目标定位精度的主要因素，其中载机经纬度误差直接传递到目标定位误差，载机姿态角度误差和光电平台指向角度误差大体上以10-4～10-2比例作用到目标定位误差。本文方法有效可行，对机载光电平台目标定位具有实用价值。 展开更多

关键词 机载光电平台 目标定位 大地坐标系 蒙特卡罗方法

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机载光电跟瞄平台稳定与跟踪控制方法研究 被引量：27

18

作者 黄一 吕俊芳 卢广山 《飞机设计》 2003年第3期38-42,共5页

介绍了机载光电跟瞄平台的结构功能 ;分析了跟瞄平台的控制要求 ;比较了光电跟瞄平台的各种总体控制方案、伺服结构和跟踪控制器 ;论文认为应用共轴跟踪方案。

关键词 机载光电跟瞄平台 跟踪控制 伺服结构 鲁棒控制 稳定性 飞机 火力控制系统

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光电稳定平台伺服系统动力学建模与参数辨识 被引量：22

19

作者 廖洪波 范世珣 +1 位作者 黑墨 范大鹏 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期477-484,共8页

针对光电稳定平台伺服系统模型参数辨识问题,提出了线性和非线性模型参数分离辨识方法。在线性模型参数辨识过程中,利用差动逆M序列信号作为输入,相应的响应信号作为输出,并应用最小二乘方法辨识线性离散模型参数,从而降低非线性因素的... 针对光电稳定平台伺服系统模型参数辨识问题,提出了线性和非线性模型参数分离辨识方法。在线性模型参数辨识过程中,利用差动逆M序列信号作为输入,相应的响应信号作为输出,并应用最小二乘方法辨识线性离散模型参数,从而降低非线性因素的影响。在非线性模型参数辨识过程中,以LuGre摩擦模型为基础,针对摩擦和不平衡质量相互耦合的问题,提出了考虑不平衡质量的LuGre模型静态参数辨识方法;然后,利用电流信号作为摩擦力测量值,对LuGre模型动态参数进行辨识,得到包含不平衡质量和动态摩擦的系统非线性部分模型参数。构建了单轴光电稳定平台实验系统,利用本文提出的方法对实验系统动力学模型参数进行了辨识。结果表明:质量不平衡力矩的辨识值为0.183N·m,略高于理论值0.18N·m,满足辨识精度要求。实验证实提出的辨识方法可以实现对模型线性与非线性参数的有效辨识。 展开更多

关键词 光电稳定平台 差动逆M序列 LUGRE模型 不平衡质量 参数辨识

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光电稳定平台中高阶扰动观测器的应用 被引量：16

20

作者 汪永阳 戴明 +2 位作者 丁策 王国华 黄猛 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期459-466,共8页

由于光电稳定平台在稳定视轴时易受到摩擦、风阻、不平衡以及载体扰动等干扰力矩的影响,本文研究了利用高阶扰动观测器抑制扰动力矩的机理和方法。该扰动观测器由控制对象的逆模型和进行了高阶设计的改进型滤波器组成。提出的方法将观... 由于光电稳定平台在稳定视轴时易受到摩擦、风阻、不平衡以及载体扰动等干扰力矩的影响,本文研究了利用高阶扰动观测器抑制扰动力矩的机理和方法。该扰动观测器由控制对象的逆模型和进行了高阶设计的改进型滤波器组成。提出的方法将观测量作为电流环的输入,利用电流环超高的控制带宽抑制扰动力矩。对系统的扰动抑制能力进行了仿真,结果显示高阶扰动观测器对高阶扰动模型具有很好的抑制能力:对于阶跃扰动和斜坡扰动,三阶扰动观测器的抑制率为100%;对于抛物波扰动,三阶扰动观测器的抑制率为99.9999996%。另外,观测器对于控制对象模型的摄动具有很好的鲁棒性。提出的方法可以在提高伺服系统响应速度的同时保证系统的鲁棒性,满足光电稳定平台的应用要求。 展开更多

关键词 光电稳定平台 干扰力矩 高阶扰动模型 高阶扰动观测器

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