隨著大功率開(kāi)關(guān)器件、集成電路及高性能的磁性材料的進(jìn)步，采用電子換相原理工作的無(wú)刷直流電機(jī)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)既具有交流電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，又具備直流電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行效率高、無(wú)勵(lì)磁損耗及調(diào)速性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，在當(dāng)今國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用同益普及。 普通無(wú)刷直流電機(jī)存在著轉(zhuǎn)子位置傳感器，當(dāng)電機(jī)尺寸較小時(shí)轉(zhuǎn)子位置傳感器難于安裝并且維修困難，另外傳統(tǒng)的霍爾元件溫度特性不好，導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性變差，所以在一些小型，輕載啟動(dòng)條件下，無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)就成為理想選擇，并具有廣闊的發(fā)展前景。 同時(shí)隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，微處理器越來(lái)越多的用在控制系統(tǒng)中。許多復(fù)雜但有效的算法越來(lái)越多的用于電機(jī)控制當(dāng)中。但是在無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)，應(yīng)用時(shí)往往需要精確的速度控制，尤其在高速運(yùn)行場(chǎng)合，對(duì)信號(hào)反饋控制靈敏度的要求更為嚴(yán)格，并且算法也比較復(fù)雜。傳統(tǒng)的微處理器如 5l、96系列在實(shí)現(xiàn)對(duì)其的控制時(shí)，由于本身指令功能不強(qiáng)，乘除法所用周期過(guò)多，外圍電路數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度慢，資源相對(duì)較少，使其不能很好的完成對(duì)無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)的控制。美國(guó)TI公司專門為電機(jī)的數(shù)字化控制設(shè)計(jì)的16位定點(diǎn)DSP控制器 TMS320X240集DSP的信號(hào)高速處理能力及適用于電機(jī)控制的優(yōu)化的外圍電路于一體，可以為高性能，復(fù)雜傳動(dòng)控制提供可靠高效的信號(hào)處理與控制硬件。本論文所研究的無(wú)位置傳感器無(wú)刷直流電機(jī)DSP控制系統(tǒng)即為滿足這一需要而設(shè)計(jì)的。 本論文首先對(duì)無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)及其無(wú)位置傳感器控制的基本原理以及DSP芯片 TMS320F240進(jìn)行了必要的介紹，并且對(duì)基于反電勢(shì)檢測(cè)法的DSP實(shí)現(xiàn)作了詳細(xì)的分析，包括對(duì)反電勢(shì)檢測(cè)及其相位實(shí)時(shí)修正方法，電機(jī)換流的實(shí)現(xiàn)，速度、電流雙閉環(huán)控制算法，電機(jī)的啟動(dòng)分析，正反轉(zhuǎn)控制，速度的調(diào)節(jié)，制動(dòng)、保護(hù)等都做了——詳細(xì)論述。本論文還對(duì)控制系統(tǒng)的控制及功率部分硬件作了詳細(xì)的分析。最后本論文對(duì)軟件的具體實(shí)現(xiàn)作了具體的闡述。 根據(jù)本論文所述的設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的無(wú)刷電機(jī)無(wú)位置傳感器DSP控制系統(tǒng)，可以獲得良好的速度控制性能。而且，DSP技術(shù)不僅使系統(tǒng)獲得了高精度，高可靠性，還簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)的可靠性。具有控制靈活，智能水平高，參數(shù)易改等優(yōu)點(diǎn)。
標(biāo)簽： DSP 無(wú)刷直流電機(jī) 無(wú)位置傳感器
上傳時(shí)間： 2013-05-28
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針對(duì)冬季供暖問(wèn)題,該文研制了一種新型的智能全自動(dòng)控制系統(tǒng).整個(gè)控制系統(tǒng)主要由CPU主板、繼電器分板以及控制面板組成,CPU主板實(shí)現(xiàn)溫度的采集、處理、水位的測(cè)量、電源監(jiān)視及報(bào)警等功能.繼電器板用于控制循環(huán)泵的啟停、緊急情況下的切斷電源等.控制面板完成功能的切換以及顯示等功能.控制系統(tǒng)在功能上具有供暖、熱水、定時(shí)啟動(dòng)三大功能,還具有漏電、超溫、低水位保護(hù)及報(bào)警功能.在控制方法上,由于溫度控制領(lǐng)域多采用PID控制方法,有對(duì)不同的控溫對(duì)象要用不同的PID參數(shù),且調(diào)整不方便的缺點(diǎn).該文采用模糊控制方法,模擬最佳控制者--人的控制行為,利用人的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)實(shí)現(xiàn)一種專家式的非線性控制.整個(gè)控制由模糊控制器完成,該文討論了以溫度偏差和溫度變化率為輸入量、電壓為輸出量的雙輸入單輸出模糊控制器設(shè)計(jì)方法.以提高系統(tǒng)的控制精度、安全性和可靠性.該文研制的電鍋爐控制系統(tǒng),利用C語(yǔ)言編制控制程序,提高了開(kāi)發(fā)效率及控制的靈活性.實(shí)際使用證明,該控制系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠、具有優(yōu)良的控制效果.
上傳時(shí)間： 2013-06-11
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該文以籠型轉(zhuǎn)子型式的無(wú)刷雙饋電機(jī)為對(duì)象,對(duì)無(wú)刷雙饋電機(jī)的運(yùn)行原理、設(shè)計(jì)理論和控制方法等方面進(jìn)行了深入的研究,最后研究了智能控制在無(wú)刷雙饋電機(jī)上的應(yīng)用.主要包括以下幾方面: 1.介紹了無(wú)刷雙饋電機(jī)、調(diào)速系統(tǒng)發(fā)展概況和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀. 2.研究了無(wú)刷雙饋電機(jī)的原型及發(fā)展,基本結(jié)構(gòu)和運(yùn)行原理.建立無(wú)刷雙饋電機(jī)的穩(wěn)態(tài)方程,推導(dǎo)出其功率和轉(zhuǎn)矩平衡方程式,探討了無(wú)刷雙饋電機(jī)的特性. 3.在運(yùn)行原理和特性分析的基礎(chǔ)上研究了無(wú)刷雙饋電機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn),確立無(wú)刷雙饋電機(jī)的設(shè)計(jì)原則,編制無(wú)刷雙饋電機(jī)的電磁設(shè)計(jì)程序,據(jù)此研制了無(wú)刷雙饋電機(jī)樣機(jī).并進(jìn)行了樣機(jī)試驗(yàn). 4.對(duì)無(wú)刷雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo),建立了無(wú)刷雙饋電機(jī)的網(wǎng)路模型、轉(zhuǎn)子速模型、同步速模型.構(gòu)建了無(wú)刷雙饋電機(jī)的Simulink仿真模型.并對(duì)其進(jìn)行仿真分析. 5.在比較無(wú)刷雙饋電機(jī)傳統(tǒng)控制策略后,提出適于無(wú)刷雙饋電機(jī)的智能控制方法.建立了功率因數(shù)模糊控制系統(tǒng).
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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該文主要研究超聲波電機(jī)的傳動(dòng)機(jī)理、數(shù)學(xué)模型、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和精密伺服系統(tǒng)的理論和實(shí)踐,為超聲波電機(jī)的進(jìn)一步研究和產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ).該文主要內(nèi)容和研究成果如下:系統(tǒng)地總結(jié)了國(guó)內(nèi)外超聲波電機(jī)的研究歷史、發(fā)展現(xiàn)狀和主要應(yīng)用,研究了超聲波電機(jī)的運(yùn)行機(jī)理.研制了超聲波電機(jī)專用、高抗干擾能力,高可靠性、兩相正交、正弦超聲波驅(qū)動(dòng)電源,分別探討了使用串聯(lián)電感和并聯(lián)電感實(shí)施負(fù)載阻抗匹配時(shí),電機(jī)性能所受到的影響.研制了利用電機(jī)定子上壓電陶瓷的孤極反饋來(lái)進(jìn)行頻率調(diào)整的新型頻率跟蹤控制器,實(shí)現(xiàn)了超聲波電機(jī)速度的穩(wěn)定性控制. 實(shí)現(xiàn)了超聲波電機(jī)高精度位置檢測(cè),研制了基于DSP的超聲波電機(jī)精密伺服控制系統(tǒng),完成了采用驅(qū)動(dòng)頻率/相位的P、PI和自適應(yīng)控制方案進(jìn)行精密定位控制的理論探討和實(shí)驗(yàn)研究,井進(jìn)行了模糊控制的理論探討.在理論研究的基礎(chǔ)上,成功地研制了環(huán)形超聲波電機(jī)及其精密定位控制系統(tǒng).單元電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩1N. m,控制精度2.16′.
上傳時(shí)間： 2013-07-15
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對(duì)于負(fù)荷大范圍呈周期性變化的某些感應(yīng)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō),在一個(gè)工作周期中可能會(huì)出現(xiàn)重載、輕載(空載)的工況,甚至?xí)霈F(xiàn)異步發(fā)電狀態(tài).如繼續(xù)按照常規(guī)方式供電,則會(huì)有大量電能損耗.以往研究表明,重載通電、輕載與發(fā)電工況斷電的運(yùn)行方式,節(jié)能效果顯著;但頻繁切換電源所引起的沖擊電流限制了該方法的應(yīng)用.該文結(jié)合感應(yīng)電動(dòng)機(jī)新型節(jié)能系統(tǒng)課題,研究用可探硅控制電動(dòng)機(jī)來(lái)抑制沖擊電流.該文主要研究電機(jī)在同步速附近不同運(yùn)行工況下,用晶閘管投切電源引起的電機(jī)對(duì)稱、不對(duì)稱情況下過(guò)渡過(guò)程的建模,以及Simulink仿真問(wèn)題.
標(biāo)簽： 晶閘管 控制 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著新型電力電子器件的不斷涌現(xiàn)和計(jì)算技術(shù)的不斷發(fā)展,高性能的異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用.而高壓變頻調(diào)速是近幾年剛剛開(kāi)始應(yīng)用的一種高新技術(shù),不僅解決了大功率風(fēng)機(jī)、水泵的軟起動(dòng)和調(diào)速問(wèn)題,而且節(jié)能顯著,具有較大的應(yīng)用市場(chǎng)和廣闊的發(fā)展空間.該文首先對(duì)高壓變頻調(diào)速存在的對(duì)電網(wǎng)、電機(jī)和用電設(shè)備產(chǎn)生電磁污染的問(wèn)題進(jìn)行認(rèn)真的分析,并針對(duì)高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)存在的問(wèn)題,根據(jù)增加電壓矢量種類,能降低高壓交流電輸出諧波的原理,采用了功率單元串聯(lián)的方法,設(shè)計(jì)出一種適用于風(fēng)機(jī)和水泵調(diào)速的新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的高壓變頻器,供給普通異步電動(dòng)機(jī)做調(diào)速驅(qū)動(dòng).測(cè)試結(jié)果表明,這種新型變頻器的輸出電壓波形符合實(shí)際的要求,解決了由于高壓變頻調(diào)速由于輸出諧波引起的電磁污染問(wèn)題.該變頻器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜,主控制器的計(jì)算繁瑣、數(shù)據(jù)傳輸量大和控制難度高.為了得到良好的控制性能,該文結(jié)合同類產(chǎn)品,設(shè)計(jì)出以雙DSP(TM320F240)為核心的主控制器和系統(tǒng)總控制結(jié)構(gòu),同時(shí)給出了控制系統(tǒng)的軟件流程圖.最后,舉例說(shuō)明功率單元串聯(lián)的新型高壓變頻器在風(fēng)機(jī)上應(yīng)用,論證了該高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益以及廣闊的應(yīng)用前景.
上傳時(shí)間： 2013-07-26
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傳統(tǒng)的整流裝置是電網(wǎng)污染的主要來(lái)源,三相電壓型PWM整流器具有輸出電壓恒定、能實(shí)現(xiàn)單位功率因數(shù)運(yùn)行的特點(diǎn),甚至可以實(shí)現(xiàn)電能回饋電網(wǎng).該文主要研究了三相電壓型PWM整流器,內(nèi)容包括下列方面:原理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、數(shù)學(xué)模型、控制策略和硬件實(shí)現(xiàn).建立數(shù)學(xué)模型是研究三相PWM整流器的有效手段.分別在ABC靜止坐標(biāo)系、αβ靜止坐標(biāo)系和dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中建立了低頻和高頻數(shù)學(xué)模型.該文主要對(duì)電壓矢量定向控制和直接功率控制這兩種關(guān)于PWM整流器的控制策略進(jìn)行了研究.電壓矢量定向控制包括間接電流控制和直接電流控制,該文分別介紹了它們的原理.關(guān)于直接電流控制,建立了它的仿真模型,并介紹了數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的方法.由于電網(wǎng)電壓的諧波會(huì)惡化PWM整流器的工作性能,所以研究了改良的方法,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證.直接功率控制方法的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、抗干擾性能好.該文介紹了瞬時(shí)功率的概念、直接功率控制的原理和電壓矢量選擇的方法.由于傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)表是引起無(wú)功功率控制效果差的主要原因,所以提出了改造開(kāi)關(guān)狀態(tài)表的方法.仿真和實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了此方法的有效性.最后,對(duì)電壓矢量定向控制策略和直流功率控制策略作了比較研究.關(guān)于硬件方面,介紹了主電路LC參數(shù)的計(jì)算方法、二階有源濾波的設(shè)計(jì)方法、DSP2407的主要功能、IPM的驅(qū)動(dòng)與保護(hù).
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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超聲波電機(jī)(Ultrasonic Motor,簡(jiǎn)稱USM)是近二十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型驅(qū)動(dòng)裝置,該電機(jī)不同于傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)電機(jī),它是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)激發(fā)超聲振動(dòng),借助彈性體諧振放大,通過(guò)摩擦耦合產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng).這種電機(jī)的具有響應(yīng)快、結(jié)構(gòu)緊湊、低轉(zhuǎn)速、大力矩、不受電磁干擾、斷電自鎖等優(yōu)點(diǎn),在微型機(jī)械、機(jī)器人、精密儀器、家用電器、航空航天、汽車等方面有著廣泛的應(yīng)用前景.隨著超聲波電機(jī)的推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的需要,對(duì)超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制技術(shù)的研究就非常必要了,小型化、通用化、高性能的驅(qū)動(dòng)電源和簡(jiǎn)單而又實(shí)用的控制技術(shù)已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn).該文對(duì)于單一的定位控制,研究一種簡(jiǎn)單且控制精度高的控制算法,結(jié)合所研制的縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了高精度(0.010度)的定位控制,另對(duì)基于高性能DSP的驅(qū)動(dòng)電源進(jìn)行了初步的探討和研究,研制了通用性較高的驅(qū)動(dòng)電源.該文開(kāi)展的主要研究工作和取得的成果如下:1.簡(jiǎn)要地介紹了超聲波電機(jī)的原理、發(fā)展歷史和特點(diǎn),重點(diǎn)分析了超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源和定位控制的研究進(jìn)展和存在的問(wèn)題,從而引出該碩士論文的研究意義和主要內(nèi)容.2.從理論和實(shí)驗(yàn)上揭示這種電機(jī)具有的高分辨率和步進(jìn)特性實(shí)質(zhì),提出了利用此特性實(shí)現(xiàn)高精度的定位控制策略——步進(jìn)定位法,并分析了影響其定位精度的因素,結(jié)合所研制的縱扭復(fù)合型超聲波電機(jī)樣機(jī),實(shí)現(xiàn)了高精度(0.010度)的定位控制,并確定了相關(guān)控制參數(shù)的選擇準(zhǔn)則.3.簡(jiǎn)要介紹了常用開(kāi)關(guān)變換器結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了以MOSFET為開(kāi)關(guān)器件的半橋式逆變功率電路.介紹了高性能DSP(TMS320LF2407)為核心的控制信號(hào)發(fā)生電路和以UC3842為控制芯片的可調(diào)壓直流電源,結(jié)合控制電路和功率變換電路獲得了驅(qū)動(dòng)超聲波電機(jī)所需兩項(xiàng)幅值、頻率、相位可調(diào)的交變方波,具有較高的通用性,為進(jìn)一步開(kāi)展運(yùn)用較復(fù)雜控制策略的超聲波電機(jī)位置和速度伺服控制研究打下一定基礎(chǔ).
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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永磁無(wú)刷直流電動(dòng)機(jī)體積小,功率密度高,控制性能好,效率很高,在工業(yè)、車輛、家電、計(jì)算機(jī)及軍事等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,尤其在電動(dòng)車應(yīng)用領(lǐng)域倍受青睞,是當(dāng)前電動(dòng)車電動(dòng)機(jī)研發(fā)的熱點(diǎn).可以預(yù)見(jiàn),隨著永磁材料和電力電子器件的價(jià)格的進(jìn)一步降低,以及無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的理論研究和實(shí)踐應(yīng)用的不斷完善和提高,永磁無(wú)刷直流電機(jī)及其控制系統(tǒng)將在很多場(chǎng)合有廣泛的應(yīng)用前景.該文通過(guò)大量的文獻(xiàn)資料閱讀,在對(duì)永磁無(wú)刷直流電機(jī)的發(fā)展和現(xiàn)狀有了一個(gè)整體了解的基礎(chǔ)上,針對(duì)復(fù)合式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永磁無(wú)刷直流電機(jī)研制了一套弱磁恒功率控制系統(tǒng),提出一種"雙模控制"的控制策略,成功的實(shí)現(xiàn)了基速以下恒轉(zhuǎn)矩控制,基速以上弱磁恒功率控制.該文的主要內(nèi)容包括:首先介紹了永磁無(wú)刷直流電機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀和基本原理,以及永磁無(wú)刷直流電機(jī)弱磁恒功率控制運(yùn)行機(jī)理和難點(diǎn);其次,對(duì)采用復(fù)合式永磁無(wú)刷直流電機(jī)本體的弱磁控制,詳述了其本體結(jié)構(gòu)和整套控制系統(tǒng),給出了硬件電路和軟件編程,提出了相關(guān)控制策略;最后,系統(tǒng)成功運(yùn)行,獲得了相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和波形,驗(yàn)證了控制策略和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確性.
標(biāo)簽： 無(wú)刷直流電機(jī) 恒功率 弱磁控制
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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數(shù)字控制技術(shù)在開(kāi)關(guān)電源中的應(yīng)用正變得越來(lái)越廣泛，開(kāi)關(guān)電源的數(shù)字控制器包含三個(gè)主要的功能模塊：模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字補(bǔ)償器和數(shù)字脈寬調(diào)制器。本論文總結(jié)和比較了當(dāng)今國(guó)際上高頻開(kāi)關(guān)電源數(shù)字控制器各個(gè)模塊的先進(jìn)技術(shù)和發(fā)展方向。 數(shù)字電源要在高頻開(kāi)關(guān)電源應(yīng)用領(lǐng)域中實(shí)用化、市場(chǎng)化，在技術(shù)上仍然存在許多的難關(guān)需要攻克。其中模數(shù)轉(zhuǎn)換器和數(shù)字脈寬調(diào)制器的分辨率問(wèn)題給系統(tǒng)帶來(lái)了極限環(huán)振蕩的隱患，采樣時(shí)滯現(xiàn)象增加了實(shí)現(xiàn)電源的電壓調(diào)節(jié)快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的難度，同時(shí)數(shù)字補(bǔ)償器必須在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)完成若干次乘法和加法運(yùn)算以便及時(shí)更新占空比信息，從而對(duì)數(shù)字控制器的運(yùn)算速度提出了非常高的要求。本文集中研究和討論解決這些技術(shù)難點(diǎn)的途徑，利用matlab中的SISOTOOL塊，通過(guò)直接數(shù)字設(shè)計(jì)提出了2P2Z的數(shù)字補(bǔ)償算法。按照高頻開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)步驟，本文對(duì)主要元器件進(jìn)行了參數(shù)的計(jì)算以及選型，并利用matlab中的SIMULINK模塊對(duì)電路的穩(wěn)態(tài)瞬態(tài)性能進(jìn)行仿真研究。 為了對(duì)理論分析和仿真研究進(jìn)行驗(yàn)證，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款基于DSPic30F2020高性能數(shù)字信號(hào)處理器并采用2P2Z控制算法的高頻全橋拓?fù)浯蠊β释ㄐ乓淮坞娫凑髂K。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該數(shù)字電源方案穩(wěn)定可靠，性能參數(shù)優(yōu)異，能夠滿足應(yīng)用的需要。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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