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含扩张状态观测器的高超声速飞行器动态面姿态控制 被引量:37
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作者 刘晓东 黄万伟 禹春梅 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期916-922,共7页
针对高超声速飞行器复杂非线性、高不确定性和强通道耦合等特点,提出了一种飞行器姿态控制的非线性设计方法。根据高超声速飞行器无动力飞行的姿态运动方程组,给出一个可面向姿态控制的非线性设计模型。针对一类非线性系统,提出了一种... 针对高超声速飞行器复杂非线性、高不确定性和强通道耦合等特点,提出了一种飞行器姿态控制的非线性设计方法。根据高超声速飞行器无动力飞行的姿态运动方程组,给出一个可面向姿态控制的非线性设计模型。针对一类非线性系统,提出了一种基于扩张状态观测器(ESO)的动态逆设计方法,并通过动态面控制理论,将其应用于高超声速飞行器的三通道姿态控制中。仿真结果表明,相比基于传统动态逆的动态面控制方案,本文所提出的控制方案可以保证飞行器快速、精确地跟踪角位置指令,并且具备针对系统不确定性的强鲁棒性能。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 姿态控制 动态逆控制 动态面控制 扩张状态观测器(ESO)
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运载火箭上升段推力下降故障的自主轨迹规划方法 被引量:30
2
作者 宋征宇 王聪 巩庆海 《中国科学:信息科学》 CSCD 北大核心 2019年第11期1472-1487,共16页
本文针对运载火箭上升段飞行中的推力下降故障,研究在线自主救援的策略和算法.在故障时刻采用迭代制导和数值积分的方法进行运载能力的估计,当判断目标轨道不可达但仍能达到最低可接受的安全轨道时,自主寻找最优救援轨道.首先通过地心... 本文针对运载火箭上升段飞行中的推力下降故障,研究在线自主救援的策略和算法.在故障时刻采用迭代制导和数值积分的方法进行运载能力的估计,当判断目标轨道不可达但仍能达到最低可接受的安全轨道时,自主寻找最优救援轨道.首先通过地心角估计,轨道坐标系转换以及凸优化方法,计算在故障时刻轨道面内和地心角约束下的最高圆轨道;随后以该问题的解为初值,利用自适应配点法求解不含上述约束的最优圆轨道;最后根据该圆轨道的高度与目标轨道近地点高度的对比来决策是否需要继续调整其他轨道根数偏差.该方法优先保障轨道高度,并能根据最优性权重优化最接近目标轨道的救援轨道;充分发挥了地心角预估可以简化终端约束条件,凸优化算法收敛性好,自适应配点法在合理初值条件下计算效率高的优势.仿真表明,本文提出的救援策略和算法的适应性、收敛性和实时性能够满足在线应用需求. 展开更多
关键词 运载火箭 自主救援 迭代制导 凸优化 自适应配点法
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导弹/火箭制导、导航与控制技术发展与展望 被引量:29
3
作者 马卫华 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期860-867,共8页
本文对导弹/火箭制导、导航与控制(GNC)技术的发展进行了综述。总结归纳了不同阶段GNC关键技术的突破与跨越,重点对惯性导航、组合导航、摄动制导、闭路制导、迭代制导、频域设计、全数字设计、冗余控制、自适应控制等多项技术进行了总... 本文对导弹/火箭制导、导航与控制(GNC)技术的发展进行了综述。总结归纳了不同阶段GNC关键技术的突破与跨越,重点对惯性导航、组合导航、摄动制导、闭路制导、迭代制导、频域设计、全数字设计、冗余控制、自适应控制等多项技术进行了总结和应用成果论述。对未来GNC技术的发展进行了思考与展望,并提出了七项关键技术。针对更聪明、更自主的弹/箭控制技术发展需求,提出并分析了"会学习"弹/箭的制导、导航与控制技术。 展开更多
关键词 导弹/火箭 制导、导航与控制(GNC)
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数据驱动的航天器故障诊断研究现状及挑战 被引量:21
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作者 向刚 韩峰 +2 位作者 周虎 陈文静 刘清竹 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期1-16,共16页
总结了基于数据驱动的故障诊断技术理论、方法及其在航天器上的应用现状,指出其面临的挑战并提出一种解决方案。将基于数据驱动的故障诊断方法按照技术发展顺序分为基于传统机器学习的方法、基于深度学习的方法以及基于迁移学习的方法... 总结了基于数据驱动的故障诊断技术理论、方法及其在航天器上的应用现状,指出其面临的挑战并提出一种解决方案。将基于数据驱动的故障诊断方法按照技术发展顺序分为基于传统机器学习的方法、基于深度学习的方法以及基于迁移学习的方法。基于传统机器学习的方法需要大量的人工参与和丰富的专家经验,在小样本数据上有着优异的性能,但不适合处理大数据。在大数据背景下,重点介绍了卷积神经网络、循环神经网络、深度自编码器以及深度信念网络的基本概念以及原理,对其在航天器故障诊断领域的研究现状进行了阐述和总结。针对深度学习严重依赖于带标签数据这一问题,介绍了基于迁移学习的故障诊断技术,并提出适应航天器应用的场景,为数据驱动的故障诊断技术工程应用提供了一种方法和思路。 展开更多
关键词 航天器 机器学习 深度学习 迁移学习 故障诊断
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高超声速飞行器控制技术研究进展与展望 被引量:20
5
作者 张远 黄旭 +2 位作者 路坤锋 白文艳 黄万伟 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第7期866-879,共14页
针对一类包含可变构型在内的高超声速飞行器的难点,分析了工程应用需求,综述了几类典型的非线性控制方法的研究进展。首先针对高超声速飞行器的几类常见研究模型,总结了模型来源及特点;其次,以实际工程需求为出发点,分析了此类飞行器的... 针对一类包含可变构型在内的高超声速飞行器的难点,分析了工程应用需求,综述了几类典型的非线性控制方法的研究进展。首先针对高超声速飞行器的几类常见研究模型,总结了模型来源及特点;其次,以实际工程需求为出发点,分析了此类飞行器的控制难点及对于控制系统能力提出的需求;再者,总结了高超声速飞行器几种典型非线性控制及智能控制研究的基本情况和进展,并给出了各类控制方案的框架;最后,面向未来任务形式多样化、环境复杂化的飞行器控制,讨论了可以进一步研究的问题和方向。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 高超声速变外形飞行器 非线性控制 容错控制 智能控制
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基于B/S模式的嵌入式系统测试方法与实现 被引量:21
6
作者 陈娟 李元 李万国 《电子技术应用》 北大核心 2016年第2期50-52,56,共4页
针对分布式测试系统的研发需求,综合网络通信技术、数据库技术以及嵌入式技术等构建了一种基于B/S(Browser/Server)模式的嵌入式测试系统。通过移植Web服务器Boa、轻量级数据库SQLite、网络时钟同步协议NTP(Network Time Protocol),实... 针对分布式测试系统的研发需求,综合网络通信技术、数据库技术以及嵌入式技术等构建了一种基于B/S(Browser/Server)模式的嵌入式测试系统。通过移植Web服务器Boa、轻量级数据库SQLite、网络时钟同步协议NTP(Network Time Protocol),实现了一个完整的测试系统。系统前台采用实时图形化Web页面显示,使用Ajax异步数据传输与后台进行数据通信,实现了页面局部动态刷新,优化人机交互过程。测试系统通过局域网实验验证,取得了良好的效果,符合预期目标,为今后研发基于B/S模式的嵌入式分布式测试系统打下基础,具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 嵌入式测试系统 嵌入式服务器 数据库 异步数据交互 通用网关接口
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关于“航天智能控制系统”的认识 被引量:19
7
作者 马卫华 包为民 +4 位作者 禹春梅 柳嘉润 李文婷 巩庆海 司文杰 《航天控制》 CSCD 北大核心 2019年第5期3-8,共6页
航天控制系统正在走向智能化。本文以指标提升、持续学习为核心,提出了航天智能控制系统的概念,分析了智能技术赋能对航天装备技术指标显著提升和从无到有的作用,进而梳理了航天智能控制系统的能力特征,构建了航天智能控制技术体系,并... 航天控制系统正在走向智能化。本文以指标提升、持续学习为核心,提出了航天智能控制系统的概念,分析了智能技术赋能对航天装备技术指标显著提升和从无到有的作用,进而梳理了航天智能控制系统的能力特征,构建了航天智能控制技术体系,并讨论了航天智能控制的系统架构。最后,从个体智能、群体与人机混合智能的视角提出了航天智能控制系统发展构想。 展开更多
关键词 航天智能控制 技术指标 能力特征 技术体系 系统架构
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反舰导弹研究现状与发展趋势综述 被引量:19
8
作者 孙胜 王钦伟 +1 位作者 曹洁 蔡高华 《航天控制》 CSCD 北大核心 2017年第3期79-84,共6页
阐述了反舰导弹的发展历程、在现代海战中的作用及其发展中存在的主要难题,从提高导弹突防能力、实现超视距远程攻击和作战信息一体化方面分析了反舰导弹的发展趋势,重点论述了反舰导弹精确末制导技术的发展现状及趋势。
关键词 反舰导弹 末制导 精确打击 综述
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面向目标检测的稀疏表示方法研究进展 被引量:18
9
作者 高仕博 程咏梅 +1 位作者 肖利平 韦海萍 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期320-332,共13页
目标检测作为图像理解的一个基础而重要的课题深受国内外学者的重视,在军事和民用中具有广泛应用.应用背景的多样性和复杂性使得传统目标检测算法难以克服复杂背景、噪声干扰、光照变化以及非刚体形变、遮挡、弱特征、尺度、视角和姿态... 目标检测作为图像理解的一个基础而重要的课题深受国内外学者的重视,在军事和民用中具有广泛应用.应用背景的多样性和复杂性使得传统目标检测算法难以克服复杂背景、噪声干扰、光照变化以及非刚体形变、遮挡、弱特征、尺度、视角和姿态变化等因素的影响.近些年来发展起来的稀疏表示方法为图像处理及目标检测研究提供了新的思路,本文概述了稀疏表示基本概念和理论研究进展,综述了稀疏表示方法在目标特征学习、目标分类器和滤波器设计以及多源信息融合目标检测等目标检测领域中的国内外重要研究进展,并展望了稀疏表示方法在目标检测领域的发展方向. 展开更多
关键词 目标检测 图像处理 稀疏表示 特征
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智能自主系统及其航天控制应用 被引量:17
10
作者 柳嘉润 巩庆海 翟雯婧 《飞控与探测》 2018年第1期59-62,共4页
智能自主技术属于颠覆性技术,总结了智能自主系统的特点,梳理了智能控制系统与经典控制系统的关联,分析了航天智能自主系统的特点,搭建了航天智能自主系统架构,并对未来航天智能技术的发展做出了展望。
关键词 智能自主系统 智能控制 航天应用
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“会学习”运载火箭的制导控制技术 被引量:15
11
作者 马卫华 禹春梅 +3 位作者 路坤锋 柳嘉润 司文杰 李文婷 《航天控制》 CSCD 北大核心 2020年第2期3-8,共6页
"会学习"运载火箭具备"边飞边学"和"终身学习"的特征。对于"会学习"运载火箭制导控制技术具备的5个能力需求,即飞行状态在线辨识与感知、制导控制在线重构、经验知识自学习、"终身学习&qu... "会学习"运载火箭具备"边飞边学"和"终身学习"的特征。对于"会学习"运载火箭制导控制技术具备的5个能力需求,即飞行状态在线辨识与感知、制导控制在线重构、经验知识自学习、"终身学习"和箭上强计算能力等进行了分析,研究了支撑"边飞边学"的在线辨识与控制重构、轨迹在线规划、目标在线变更等技术和支撑"越飞越聪明"的数据挖掘、自我学习、持续优化和决策评估等技术。最后,对"会学习"运载火箭的智能控制技术进行思考与展望。 展开更多
关键词 运载火箭 智能控制技术 思考与展望
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地磁导航技术研究现状综述 被引量:15
12
作者 踪华 刘嬿 杨业 《航天控制》 CSCD 北大核心 2018年第3期93-98,共6页
地磁导航具有全区域、全天候、抗干扰能力强及无积累误差的优点,是一种重要的辅助性导航方式,在多个领域得到了研究和应用。针对不同的应用载体,本文对地磁导航技术的研究和发展现状进行了综述,探讨了地磁导航方法选取的准则,为国内地... 地磁导航具有全区域、全天候、抗干扰能力强及无积累误差的优点,是一种重要的辅助性导航方式,在多个领域得到了研究和应用。针对不同的应用载体,本文对地磁导航技术的研究和发展现状进行了综述,探讨了地磁导航方法选取的准则,为国内地磁导航技术的发展应用提供了一定参考。 展开更多
关键词 地磁匹配 地磁场模型 地磁导航
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基于卷积神经网络图像识别算法的加速实现方法 被引量:14
13
作者 秦东辉 周辉 +1 位作者 赵雄波 柳柱 《航天控制》 CSCD 北大核心 2019年第1期21-26,共6页
针对当前卷积神经网络算法日趋复杂,基于通用处理器的软件实现方案运算性能难以满足实际应用实时性要求,而基于GPU的实现方案则存在高能耗、无法应用于嵌入式系统等问题,本文提出了一种使用高层次综合(HLS)实现的基于FPGA卷积神经网络... 针对当前卷积神经网络算法日趋复杂,基于通用处理器的软件实现方案运算性能难以满足实际应用实时性要求,而基于GPU的实现方案则存在高能耗、无法应用于嵌入式系统等问题,本文提出了一种使用高层次综合(HLS)实现的基于FPGA卷积神经网络加速器设计方案,采用SDSoC开发环境,在实现所需性能的同时节省了大量开发时间,实验结果表明,在输入图像为64*64*3情况下,本文提出的软硬件协同设计方案识别速度达到1. 86ms,相比CPU实现方案的识别速度266ms,加速比可达143,节约了88倍功耗。 展开更多
关键词 卷积神经网络 FPGA 硬件加速 SDSoC
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自适应变尺度特征点提取方法 被引量:13
14
作者 屈玉福 刘子悦 +2 位作者 江云秋 周丹 王一帆 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期188-197,共10页
为了提高特征点匹配速度,设计了一种自适应变尺度构造图像金字塔的特征点提取方法。该方法采用FAST特征点数量作为尺度空间信息量的度量,利用相邻两层模糊图像的信息量差作为金字塔分层依据,通过调整尺度参数,使相邻图像间的细节特征均... 为了提高特征点匹配速度,设计了一种自适应变尺度构造图像金字塔的特征点提取方法。该方法采用FAST特征点数量作为尺度空间信息量的度量,利用相邻两层模糊图像的信息量差作为金字塔分层依据,通过调整尺度参数,使相邻图像间的细节特征均匀变化;并使用匹配点数量阈值控制金字塔的高度,设计利用"边匹配,边构造"的图像匹配策略来提高特征匹配的效率。最后,将所设计方法与SIFT、FAST、ASIFT三种特征提取方法进行比较。实验结果表明:所设计方法在变尺度条件下的正确匹配率可以达到43.59%,与SIFT相比提高了25.51%,提取的特征点在目标经历各种光照、角度等变化之后仍能正确表示目标。本文所设计方法根据目标图像特点自适应选择参数,不需要人工调整就可获得理想的匹配效果,能适应各种变化条件下的特征提取和匹配工作,并能提高特征提取和匹配效率。 展开更多
关键词 尺度空间 特征提取 特征匹配 高斯图像
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基于深度强化学习的追逃博弈算法 被引量:12
15
作者 谭浪 巩庆海 王会霞 《航天控制》 CSCD 北大核心 2018年第6期3-8,19,共7页
在未来的局部战争中,导弹攻防对抗将成为一个重要的作战样式。用智能小车的追逃来模拟导弹攻防对抗过程,并以深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)算法为原型,以视距和视线角为状态,借鉴PID控制思想设计回报函... 在未来的局部战争中,导弹攻防对抗将成为一个重要的作战样式。用智能小车的追逃来模拟导弹攻防对抗过程,并以深度确定性策略梯度(Deep Deterministic Policy Gradient,DDPG)算法为原型,以视距和视线角为状态,借鉴PID控制思想设计回报函数,提出了一种追逃博弈算法。该算法分别在数学仿真和智能小车实物上进行了验证,实验结果表明算法可以有效地控制小车使其完成追捕任务,并且具有很好的适应性。 展开更多
关键词 导弹攻防对抗 追逃博弈 深度强化学习 DDPG
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基于MATLAB GUI的测试数据比对分析软件设计 被引量:10
16
作者 梁海波 黄万伟 +2 位作者 李浩 王尚 李然 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2022年第4期56-61,共6页
为便于开展电气设备测试数据的横向比对分析,及早发现设备可能存在的隐患,开发了基于MATLAB GUI的测试数据比对分析软件。在对软件的功能需求进行深入分析的基础上,提出了软件的总体架构,并划分了若干功能模块,在MATLAB GUI开发环境下... 为便于开展电气设备测试数据的横向比对分析,及早发现设备可能存在的隐患,开发了基于MATLAB GUI的测试数据比对分析软件。在对软件的功能需求进行深入分析的基础上,提出了软件的总体架构,并划分了若干功能模块,在MATLAB GUI开发环境下实现了软件的前台可视化界面和后台功能模块算法,最后利用实测数据对该软件功能的有效性进行了验证。验证结果表明软件功能实现正确、操作简便,有效提升了数据比对分析的效率。 展开更多
关键词 数据处理 比对分析 MATLAB GUI 软件设计
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基于跟踪微分器的高超声速飞行器Backstepping控制 被引量:11
17
作者 路遥 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期431-442,共12页
针对存在模型参数不确定和外部干扰的高超声速飞行器(HFV)跟踪控制问题,提出一种基于Backstepping方法的抗饱和非线性控制器。将飞行器纵向动力学模型分为速度子系统和航迹倾角子系统,然后针对每个子系统单独设计控制器。设计跟踪微分... 针对存在模型参数不确定和外部干扰的高超声速飞行器(HFV)跟踪控制问题,提出一种基于Backstepping方法的抗饱和非线性控制器。将飞行器纵向动力学模型分为速度子系统和航迹倾角子系统,然后针对每个子系统单独设计控制器。设计跟踪微分器获得信号的一阶导数,用以估计系统中的不确定干扰项和避免"微分项膨胀"问题。控制器设计过程考虑了控制量发生饱和的情况。基于Lyapunov理论证明了闭环系统信号的稳定性。与传统高超声速飞行器Backstepping方法相比,所设计的控制器采用待跟踪状态与理想控制指令之间的实际误差作为反馈量,放宽了对系统干扰项的限制,提高了控制器对控制增益变化的适应性,进而提高了闭环系统的跟踪控制性能。对比仿真结果验证了所设计方法的有效性。 展开更多
关键词 高超声速飞行器 跟踪控制 BACKSTEPPING 跟踪微分器 干扰观测器 输入饱和
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基于虚拟仪器的导弹测发控系统设计与实现 被引量:11
18
作者 韩惠莲 王浩 《计算机测量与控制》 CSCD 北大核心 2011年第3期621-624,共4页
针对传统导弹测发控系统系统构成复杂、集成测试困难的特点,采用PXI总线技术和虚拟仪器技术,开发了一套基于PXI总线的导弹测发控系统通用平台,对系统的硬件组成及测试原理、软件开发及设计的关键技术等进行了重点论述;阐述了在Labwindow... 针对传统导弹测发控系统系统构成复杂、集成测试困难的特点,采用PXI总线技术和虚拟仪器技术,开发了一套基于PXI总线的导弹测发控系统通用平台,对系统的硬件组成及测试原理、软件开发及设计的关键技术等进行了重点论述;阐述了在Labwindows/CVI环境下多线程的实现、信号处理和数据库设计与实现技术;采用虚拟仪器的测发控系统,可视化强,具有智能化、通用化的特点,测试数据与测试实时性均满足测试需求。 展开更多
关键词 PXI总线 自动测试系统 虚拟仪器 模块化 多线程
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运载火箭自适应减载控制技术 被引量:10
19
作者 潘豪 冯昊 +2 位作者 李新明 胡煜荣 王光辉 《导弹与航天运载技术》 CSCD 北大核心 2019年第2期58-61,88,共5页
为减小新型中型运载火箭飞经大风区的气动过载,保证箭体结构安全,采用主动减载控制设计,分析了基于扩张状态观测器的自适应减载控制方法,基于过载传感器的减载控制方法,以及将两种技术结合的使用方法。仿真分析结果表明,针对新型中型运... 为减小新型中型运载火箭飞经大风区的气动过载,保证箭体结构安全,采用主动减载控制设计,分析了基于扩张状态观测器的自适应减载控制方法,基于过载传感器的减载控制方法,以及将两种技术结合的使用方法。仿真分析结果表明,针对新型中型运载火箭,3种自适应减载控制方法对减小气动过载均具有一定的效果。基于加速度表的过载控制在标称状态下具有较好的减载效果。 展开更多
关键词 运载火箭 减载控制 姿态控制 自抗扰控制
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基于改进二进制粒子群遗传算法的测试优选 被引量:10
20
作者 吴新锋 段然 +1 位作者 周虎 许琦 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2019年第5期146-150,共5页
提出一种用于求解最优完备测试集的改进二进制粒子群遗传算法的优化方法,基于故障-测试相关性矩阵建立测试选择的优化模型,以遗传算法为基本框架,用二进制粒子群的进化代替遗传选择的代间复制,遗传交叉前加入有效性判断,并且提出"... 提出一种用于求解最优完备测试集的改进二进制粒子群遗传算法的优化方法,基于故障-测试相关性矩阵建立测试选择的优化模型,以遗传算法为基本框架,用二进制粒子群的进化代替遗传选择的代间复制,遗传交叉前加入有效性判断,并且提出"基因系数"的概念来定量衡量基因的多样性,动态调节变异概率,在维持个体多样性的条件下提高搜索效率。大量实例实验表明:该方法能以较大概率收敛于全局最优解,验证了该方法能有效地解决测试优选问题。 展开更多
关键词 测试选择 相关性矩阵 遗传算法 二进制粒子群算法 变异
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