CN117155088A - 一种离网电压直流分量的控制方法、装置和电子设备 - Google Patents

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CN117155088A CN202311415794.3A CN202311415794A CN117155088A CN 117155088 A CN117155088 A CN 117155088A CN 202311415794 A CN202311415794 A CN 202311415794A CN 117155088 A CN117155088 A CN 117155088A
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Abstract

本申请实施例公开了一种离网电压直流分量的控制方法、装置和电子设备，其方法包括：获取正弦表的正半周期和正弦表的负半周期；根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号；在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量；基于目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量；以及基于微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理。

Description

一种离网电压直流分量的控制方法、装置和电子设备
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种离网电压直流分量的控制方法、装置和电子设备。
背景技术
目前逆变器的离网电压直流分量的计算过程，多数通过直流分量检测电路来实现。通过采用硬件电路对离网电压进行采样，并经过多阶滤波电路进行滤波处理，得到直流电压的小信号，最后再把信号进行放大处理，得到对应的电压的直流分量。
上述处理过程不仅会增加电路成本，还容易受到各种干扰而影响到电路的精度。
发明内容
基于此，有必要针对现有的上述处理过程所存在的电路成本高、且电路精度低的问题，提供一种离网电压直流分量的控制方法、装置、存储介质、电子设备和计算机程序产品。
第一方面，本申请实施例提供了一种离网电压直流分量的控制方法，所述方法包括：
获取正弦表的正半周期和正弦表的负半周期；
根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号；
在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量；
基于所述目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量；
基于所述微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理。
优选的，所述根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号，包括：
在根据当前状态所确定对应的半周期为所述正半周期的情况下，对正半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第一周期为止，以控制对应的PMW信号，所述第一周期与所述正半周期对应。
优选的，所述根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号，包括：
在根据当前状态所确定对应的半周期为所述负半周期的情况下，对负半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第二周期为止，以控制对应的PMW信号，所述第二周期与所述负半周期对应。
优选的，所述在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量，包括：
对用于控制对应的PMW信号的直流分量虚拟量进行计算，得到对应的目标直流分量虚拟量；
基于所述目标直流分量虚拟量进行滤波处理，得到对应的滤波后处理结果；
获取所述滤波后处理结果和基准参考量；
将所述滤波后处理结果和所述基准参考量均输入至所述预设PID模型中进行PID运算，得到对应的所述目标直流分量调节量。
第二方面，本申请实施例提供了一种离网电压直流分量的控制装置，所述装置包括：
获取模块，用于获取正弦表的正半周期和正弦表的负半周期；
累加模块，用于根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号；
计算模块，用于在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量；
微调模块，用于基于所述目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量；
控制及输出模块，用于基于所述微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理。
优选的，所述累加模块，具体用于：
在根据当前状态所确定对应的半周期为所述正半周期的情况下，对正半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第一周期为止，以控制对应的PMW信号，所述第一周期与所述正半周期对应。
优选的，所述累加模块，具体用于：
在根据当前状态所确定对应的半周期为所述负半周期的情况下，对负半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第二周期为止，以控制对应的PMW信号，所述第二周期与所述负半周期对应。
优选的，所述计算模块具体用于：
对用于控制对应的PMW信号的直流分量虚拟量进行计算，得到对应的目标直流分量虚拟量；
基于所述目标直流分量虚拟量进行滤波处理，得到对应的滤波后处理结果；
获取所述滤波后处理结果和基准参考量；
将所述滤波后处理结果和所述基准参考量均输入至所述预设PID模型中进行PID运算，得到对应的所述目标直流分量调节量。
第三方面，本申请实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述的方法步骤。
第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述的方法步骤。
第五方面，本申请实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的方法步骤。
在本申请实施例中，获取正弦表的正半周期和正弦表的负半周期；根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号；在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量；基于目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量；以及基于微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理。本申请实施例提供的离网电压直流分量的控制方法，没有使用现有技术的直流分量检测电路，在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量；基于目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量；以及基于微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理；通过上述处理过程能够实现直流分量的虚拟参考，并达到了离网电压的直流分量良好控制，从而避免了硬件电路的干扰和信号偏差导致的直流分量控制异常。再者，实现了逆变器离网输出电压的低直流分量的良好性能，使得交流输出即可满足绝大部分的家庭负载需求。
附图说明
通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式。附图用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。
图1为根据本申请一示例性实施例提供的离网电压直流分量的控制方法的流程图；
图2为具体应用场景中的离网电压直流分量的控制方法所对应的逆变桥输出电路图；
图3为根据本申请一示例性实施例提供的一种离网电压直流分量的控制装置300的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
另外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本申请实施例提供一种离网电压直流分量的控制方法及装置、一种电子设备以及计算机可读介质，下面结合附图进行说明。
本申请实施例提供的离网电压直流分量的控制方法，不需要增加直流电压滤波采样的硬件电路，对离网输出的正半周的输出控制量和负半周输出控制量进行滤波、积分，然后每个周期对两者进行比较运算得到直流分量虚拟量和基准参考值，最后在离网电压的控制环引入该直流分量基准和多环滤波的直流分量虚拟量，完成闭环调节输出。
请参考图1，其示出了本申请的一些实施方式所提供的离网电压直流分量的控制方法的流程图，如图1所示，离网电压直流分量的控制方法可以包括以下步骤：
步骤S101：获取正弦表的正半周期和正弦表的负半周期。
步骤S102：根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW（Pulse Width Modulation，脉冲宽度变调）信号。
在一种可能的实现方式中，根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号，包括以下步骤：
在根据当前状态所确定对应的半周期为正半周期的情况下，对正半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第一周期为止，以控制对应的PMW信号，第一周期与正半周期对应。
在一种可能的实现方式中，根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号，包括以下步骤：
在根据当前状态所确定对应的半周期为负半周期的情况下，对负半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第二周期为止，以控制对应的PMW信号，第二周期与负半周期对应。
在实际应用场景中，在根据当前状态确定对应的半周期之前，DSP（DigitalSingnal Processor，数字信号处理器）控制输出继电器保持断开，打开逆变控制PWM。
步骤S103：在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID（Proportional-Integral-Derivative，比例-积分-微分）模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量。
在一种可能的实现方式中，在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量，包括以下步骤：
对用于控制对应的PMW信号的直流分量虚拟量进行计算，得到对应的目标直流分量虚拟量；
基于目标直流分量虚拟量进行滤波处理，得到对应的滤波后处理结果；
获取滤波后处理结果和基准参考量；
将滤波后处理结果和基准参考量均输入至预设PID模型中进行PID运算，得到对应的目标直流分量调节量。
需要说明的是，上述步骤中的预设PID模型所采用的算法均为常规算法，在此不再赘述。
在实际应用场景中，通过上述预设PID模型能够根据系统的误差，利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制。
步骤S104：基于目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量。
在实际应用场景中，也可以将最新的直流分量调节量作为直流分量调节量基准，以通过DSP控制输出继电器正常闭合。
步骤S105：基于微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理。
在实际应用场景中，逆变的双环控制加入直流分量调节量，在离网输出电压的正弦参考值叠加入直流分量调节量，逆变控制更新到PWM，分别对逆变桥输出电路中包括的多个PWM元件对应的PWM信号进行控制。
图2为具体应用场景中的离网电压直流分量的控制方法所对应的逆变桥输出电路图。
在该具体应用场景中，本申请实施例提供的离网电压直流分量的控制方法具体包括以下步骤：
步骤a1、DSP控制输出继电器保持断开，打开逆变控制PWM。
开机机器正常打开逆变控制PWM，RELAY-CTRL信号输出为低电平，让输出继电器RY9保持断开，输出没有负载回路。
步骤a2、累加正弦表的正负半周期控制PWM。
通过对正弦表的运行角度进行检查，判断出正弦输出信号的正负半周，分别对正负半周期的控制PWM进行累加。
步骤a3、计算并获取PWM控制量的直流分量虚拟量。
每个市电周期对累加的PWM控制量进行计算，得到直流分量虚拟量。
步骤a4、对直流分量虚拟量进行多阶滤波运算。
为了减少控制量的波动，对直流分量虚拟量进行多阶滤波运算；
步骤a5、直流分量虚拟量PID的运算。
把直流分量虚拟量滤波后的结果和基准参考量做PID运算，得到最新的直流分量调节量；基准参考量一般取值为0V。
步骤a 6、获取调节量基准并闭合输出继电器。
首次计算到直流分量调节量时，把该数值作为直流分量调节的基准；
获取到调节量基准后，DSP控制RELAY-CTRL信号输出为高电平，闭合输出继电器RY9，可以进行正常输出到负载；
步骤a7、直流分量调节。
以直流分量调节量基准作为参考，微调后得到直流分量调节量。
步骤a 8、逆变控制加入直流分量调节。
逆变的双环控制加入直流分量调节量，在离网输出电压的正弦参考值叠加入直流分量调节量，逆变控制更新到PWM，分别对PWM1、PWM2、PWM3和PWM4进行控制。
本申请实施例提供的离网电压直流分量的控制方法，没有使用现有技术的直流分量检测电路，在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量；基于目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量；以及基于微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理；通过上述处理过程能够实现直流分量的虚拟参考，并达到了离网电压的直流分量良好控制，从而避免了硬件电路的干扰和信号偏差导致的直流分量控制异常。再者，实现了逆变器离网输出电压的低直流分量的良好性能，使得交流输出即可满足绝大部分的家庭负载需求。
在上述的实施例中，提供了一种离网电压直流分量的控制方法，与之相对应的，本申请还提供一种离网电压直流分量的控制装置。本申请实施例提供的离网电压直流分量的控制装置可以实施上述离网电压直流分量的控制方法，该离网电压直流分量的控制装置可以通过软件、硬件或软硬结合的方式来实现。例如，该离网电压直流分量的控制装置可以包括集成的或分开的功能模块或单元来执行上述各方法中的对应步骤。
请参考图3，其示出了本申请的一些实施方式所提供的离网电压直流分量的控制装置的示意图。由于装置实施例基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。下述描述的装置实施例仅仅是示意性的。
如图3所示，离网电压直流分量的控制装置300可以包括：
获取模块301，用于获取正弦表的正半周期和正弦表的负半周期；
累加模块302，用于根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号；
计算模块303，用于在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量；
微调模块304，用于基于目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量；
控制及输出模块305，用于基于微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理。
在本申请实施例的一些实施方式中，累加模块302，具体用于：
在根据当前状态所确定对应的半周期为正半周期的情况下，对正半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第一周期为止，以控制对应的PMW信号，第一周期与正半周期对应。
在本申请实施例的一些实施方式中，累加模块302，具体用于：
在根据当前状态所确定对应的半周期为负半周期的情况下，对负半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第二周期为止，以控制对应的PMW信号，第二周期与负半周期对应。
在本申请实施例的一些实施方式中，计算模块303，具体用于：
对用于控制对应的PMW信号的直流分量虚拟量进行计算，得到对应的目标直流分量虚拟量；
基于目标直流分量虚拟量进行滤波处理，得到对应的滤波后处理结果；
获取滤波后处理结果和基准参考量；
将滤波后处理结果和基准参考量均输入至预设PID模型中进行PID运算，得到对应的目标直流分量调节量。
在本申请实施例的一些实施方式中本申请实施例提供的离网电压直流分量的控制装置300，与本申请前述实施例提供的离网电压直流分量的控制方法出于相同的发明构思，具有相同的有益效果。
本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中包括一种离网电压直流分量的控制方法程序，所述离网电压直流分量的控制方法程序被处理器执行时，实现如上述任一项所述的离网电压直流分量的控制方法的步骤。
本发明公开的一种离网电压直流分量的控制方法、装置和可读存储介质，没有使用现有技术的直流分量检测电路，在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量；基于目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量；以及基于微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理；通过上述处理过程能够实现直流分量的虚拟参考，并达到了离网电压的直流分量良好控制，从而避免了硬件电路的干扰和信号偏差导致的直流分量控制异常。再者，实现了逆变器离网输出电压的低直流分量的良好性能，使得交流输出即可满足绝大部分的家庭负载需求。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种离网电压直流分量的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
获取正弦表的正半周期和正弦表的负半周期；
根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号；
在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量；
基于所述目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量；
基于所述微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号，包括：
在根据当前状态所确定对应的半周期为所述正半周期的情况下，对正半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第一周期为止，以控制对应的PMW信号，所述第一周期与所述正半周期对应。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号，包括：
在根据当前状态所确定对应的半周期为所述负半周期的情况下，对负半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第二周期为止，以控制对应的PMW信号，所述第二周期与所述负半周期对应。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量，包括：
对用于控制对应的PMW信号的直流分量虚拟量进行计算，得到对应的目标直流分量虚拟量；
基于所述目标直流分量虚拟量进行滤波处理，得到对应的滤波后处理结果；
获取所述滤波后处理结果和基准参考量；
将所述滤波后处理结果和所述基准参考量均输入至所述预设PID模型中进行PID运算，得到对应的所述目标直流分量调节量。
5.一种离网电压直流分量的控制装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取正弦表的正半周期和正弦表的负半周期；
累加模块，用于根据当前状态所确定对应的半周期，累加对应的周期以控制对应的PMW信号；
计算模块，用于在确定当前状态已达到一个完整预设周期的情况下，根据预设PID模型，计算并得到对应的目标直流分量调节量；
微调模块，用于基于所述目标直流分量调节量作为基准参考，对实时直流分量调节量进行微调，得到对应的微调后的直流分量调节量；
控制及输出模块，用于基于所述微调后的直流分量调节量，对逆变的双环控制电路中的多个PMW信号进行控制及输出处理。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，
所述累加模块，具体用于：
在根据当前状态所确定对应的半周期为所述正半周期的情况下，对正半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第一周期为止，以控制对应的PMW信号，所述第一周期与所述正半周期对应。
7.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，
所述累加模块，具体用于：
在根据当前状态所确定对应的半周期为所述负半周期的情况下，对负半周期进行累加处理，直至累加次数达到一个完整的第二周期为止，以控制对应的PMW信号，所述第二周期与所述负半周期对应。
8.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，
所述计算模块，具体用于：
对用于控制对应的PMW信号的直流分量虚拟量进行计算，得到对应的目标直流分量虚拟量；
基于所述目标直流分量虚拟量进行滤波处理，得到对应的滤波后处理结果；
获取所述滤波后处理结果和基准参考量；
将所述滤波后处理结果和所述基准参考量均输入至所述预设PID模型中进行PID运算，得到对应的所述目标直流分量调节量。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1至4中任一项所述的方法。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
处理器；
用于存储所述处理器可执行指令的存储器；
所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述可执行指令以实现上述权利要求1至4中任一项所述的方法。
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