JPS5879483A - モ−タの制御装置 - Google Patents
モ−タの制御装置Info
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- JPS5879483A JPS5879483A JP56176878A JP17687881A JPS5879483A JP S5879483 A JPS5879483 A JP S5879483A JP 56176878 A JP56176878 A JP 56176878A JP 17687881 A JP17687881 A JP 17687881A JP S5879483 A JPS5879483 A JP S5879483A
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- frequency
- frequency signal
- control device
- motor
- motor control
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P5/00—Arrangements specially adapted for regulating or controlling the speed or torque of two or more electric motors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は1いくつかの設定回転速度をもつ、または連続
的に回転速度を変えて使用するモータの制御装置に関す
るもので、それぞれの設定回転数と対応させて、制御ル
ープ利得を自動的に可変し、常にその設定回転数におい
て可能な最大ループ利得を得て、モータの制御性能を最
大限にひき出そうとするものである。
的に回転速度を変えて使用するモータの制御装置に関す
るもので、それぞれの設定回転数と対応させて、制御ル
ープ利得を自動的に可変し、常にその設定回転数におい
て可能な最大ループ利得を得て、モータの制御性能を最
大限にひき出そうとするものである。
一般にモータ制御系を設計する際、モータの外乱に対す
る回転数変動率を小さくしたり、応答゛時間をはやくし
たりするために、できるだけ制御ループの利得を大きく
設計するのが普通であるが、通常は、制御ループの利得
の最大値、いいがえると、制御系の可能なカットオフ周
波数の最大値は、モータの回転数に比例した周波数を出
力する周波数発電機の出力周波数の値によって限定され
る。
る回転数変動率を小さくしたり、応答゛時間をはやくし
たりするために、できるだけ制御ループの利得を大きく
設計するのが普通であるが、通常は、制御ループの利得
の最大値、いいがえると、制御系の可能なカットオフ周
波数の最大値は、モータの回転数に比例した周波数を出
力する周波数発電機の出力周波数の値によって限定され
る。
例えば、一般的にサンプル・アンド・ポール下式の速度
ディスクリミネータを用いたモータ制御系では、周波数
発電機の出力周波数の約%2がら1/!O程度が制御系
の応答周波数の最大の限界値であると考えられる。
ディスクリミネータを用いたモータ制御系では、周波数
発電機の出力周波数の約%2がら1/!O程度が制御系
の応答周波数の最大の限界値であると考えられる。
以上の理由から、常に最高の制御特性を得るためには、
基準周波数を可変して、モータの回転数設定を変えるた
びに、それぞれの回転数に対応する制御ループ利得、す
なわち低速回転時には低い制御ループ利得を、高速回転
時には高い制御ループ利得を設定する゛必要が生じ、上
記基準周波数を切換えると同時に制御ループ利得も切換
える必要があった。
基準周波数を可変して、モータの回転数設定を変えるた
びに、それぞれの回転数に対応する制御ループ利得、す
なわち低速回転時には低い制御ループ利得を、高速回転
時には高い制御ループ利得を設定する゛必要が生じ、上
記基準周波数を切換えると同時に制御ループ利得も切換
える必要があった。
本発明は以上の欠点をなくしたモータの制御装置を提供
せんとするもので、基準周波数を可変して、モータの回
転数を変える時、その回転数に応じて自動的に制御系の
ループ利得を制御して、常に最高の制御性能を得ようと
するものである。
せんとするもので、基準周波数を可変して、モータの回
転数を変える時、その回転数に応じて自動的に制御系の
ループ利得を制御して、常に最高の制御性能を得ようと
するものである。
第1図は本発明の一実施例を示す要部ブロック図である
。同図において、1はディスク2を回転させtかつ、そ
の回転数に比例した周波数信号hctを発生する周波数
発電機3を備えだモータ、4は発振回路6の出力周波数
を分周する分周回路でアシ、その出力周波数fRはモー
タ1の回転の基準周波数となる。6は基準周波数fRと
周波数発電機3の出力周波数fFeを比較してモータ1
の回転の位相誤差信号をつくる位相比較回路、7は位相
誤差信号の高域成分を増強して(高域の位相を進めて)
制御系全体にダンピングを付加するだめの高域補償回路
で、その折点周波数f1(増幅度が増加をはじめるか、
または位相が進みはじめる周波数)は発振回路gの出力
周波数f0に比例して可変され1また同時にその増幅度
も可変される。
。同図において、1はディスク2を回転させtかつ、そ
の回転数に比例した周波数信号hctを発生する周波数
発電機3を備えだモータ、4は発振回路6の出力周波数
を分周する分周回路でアシ、その出力周波数fRはモー
タ1の回転の基準周波数となる。6は基準周波数fRと
周波数発電機3の出力周波数fFeを比較してモータ1
の回転の位相誤差信号をつくる位相比較回路、7は位相
誤差信号の高域成分を増強して(高域の位相を進めて)
制御系全体にダンピングを付加するだめの高域補償回路
で、その折点周波数f1(増幅度が増加をはじめるか、
または位相が進みはじめる周波数)は発振回路gの出力
周波数f0に比例して可変され1また同時にその増幅度
も可変される。
すなわち、発振回路6の出力周波数f0の値が2倍にな
、′・と、高域補償回路7の折点周波数f、が2倍にな
るとともに増幅にも2倍増大する。
、′・と、高域補償回路7の折点周波数f、が2倍にな
るとともに増幅にも2倍増大する。
8は高域補償回路7の出力に含まれる雑音やリップル成
分を除去するためのローパスフィルタで、そのカットオ
フ周波数frも発振回路6の出力周波数10に比例して
可変される。9はローバスフィ7 − ルタ8の出力電圧を増幅してモータ1に電流を供給する
ための駆動回路である。
分を除去するためのローパスフィルタで、そのカットオ
フ周波数frも発振回路6の出力周波数10に比例して
可変される。9はローバスフィ7 − ルタ8の出力電圧を増幅してモータ1に電流を供給する
ための駆動回路である。
以上述べたモータ19周波数発電機39位相比較回路6
.高域補償回路7.ローパスフィルタ8および駆動回路
9で位相制御ループを構成し、モータ1は基部周波数f
Hに比例して回転制御される0 第2図、第3図は基準周波数fRを可変して、モータ1
の回転速度を1/2の速度に設定した時の高域補償回路
7の伝達特性の変化、およびモータの制御特性(回転数
変動率)の変化を示す図である。
.高域補償回路7.ローパスフィルタ8および駆動回路
9で位相制御ループを構成し、モータ1は基部周波数f
Hに比例して回転制御される0 第2図、第3図は基準周波数fRを可変して、モータ1
の回転速度を1/2の速度に設定した時の高域補償回路
7の伝達特性の変化、およびモータの制御特性(回転数
変動率)の変化を示す図である。
第2図、第3図において、aはAに、bはBに対応する
。f1+ f1’は高域補償回路7の折点周波数であり
% f2 * f2’は制御系のループを閉じた時に生
じる系のカットオフ周波数で、flとf2、またはf、
゛とf2+の相乗平均は系の応答周波数(自然周波数)
を示す。
。f1+ f1’は高域補償回路7の折点周波数であり
% f2 * f2’は制御系のループを閉じた時に生
じる系のカットオフ周波数で、flとf2、またはf、
゛とf2+の相乗平均は系の応答周波数(自然周波数)
を示す。
第3図のムの状態において、モータの制御特性その上限
に近い値まで系の応答周波数、すなわちループ利得を上
げであると仮定すると、基準周波数fRを1/2にして
モータ1の回転速度を1/2にしようとする場合、もし
ループ利得が一定で変化しない時は、周波数発電機3の
出力周波数と制御系のカットオフ周波数の比が限界値の
半分の6倍となって、制御系の動作は不安定となる。
に近い値まで系の応答周波数、すなわちループ利得を上
げであると仮定すると、基準周波数fRを1/2にして
モータ1の回転速度を1/2にしようとする場合、もし
ループ利得が一定で変化しない時は、周波数発電機3の
出力周波数と制御系のカットオフ周波数の比が限界値の
半分の6倍となって、制御系の動作は不安定となる。
このため、第2図に示すように、高域補償回路シ、T。
7の特性、すなわち傾斜部分の利得と折点周波数をとも
に1ろとすることにより、制御系のカットオフ周波数を
第3図のBに示す様に1ろに下げることが出来る。その
結果、周波数発電機3の出力周波数萬1と、制御系のカ
ットオフ周波数f21の比は12倍となって、制御系の
安定性は保持されるO 第4図は周波数によって、増幅度と折点周波数が制御さ
れる高域補償回路7の構成例を示す図である。同図にお
いて、11は電界効果トランジスタ(FICT)で構成
される電子スイッチ11a。
に1ろとすることにより、制御系のカットオフ周波数を
第3図のBに示す様に1ろに下げることが出来る。その
結果、周波数発電機3の出力周波数萬1と、制御系のカ
ットオフ周波数f21の比は12倍となって、制御系の
安定性は保持されるO 第4図は周波数によって、増幅度と折点周波数が制御さ
れる高域補償回路7の構成例を示す図である。同図にお
いて、11は電界効果トランジスタ(FICT)で構成
される電子スイッチ11a。
11bとコンデンサ110で構成されるスイッチド・キ
ャパシタで、コンデンサ110の容量をC。
ャパシタで、コンデンサ110の容量をC。
スイッチング周期をTとした時、その等価抵抗値Roは
、Ro/Coで表わされる。12は発振回路6の出力周
波数f0を入力として、その周期T(Tソチング動作を
交互に繰り返して行なわせるためのスイッチングパルス
発生回路で、第6図にその出力パルスφ1.φ2のタイ
ムチャートを示す。
、Ro/Coで表わされる。12は発振回路6の出力周
波数f0を入力として、その周期T(Tソチング動作を
交互に繰り返して行なわせるためのスイッチングパルス
発生回路で、第6図にその出力パルスφ1.φ2のタイ
ムチャートを示す。
13は演算増幅器で、抵抗値Rfの帰還抵抗14をもつ
ことから、スイノチド・キャパシタ11、抵抗14、演
算増幅器13で構成される反転増幅回路の増幅度G0は
、− となって、発振回路6の出力周波数f0に比例して変化
することがわかる。
ことから、スイノチド・キャパシタ11、抵抗14、演
算増幅器13で構成される反転増幅回路の増幅度G0は
、− となって、発振回路6の出力周波数f0に比例して変化
することがわかる。
16はスイッチド・キャパシタ11と同様に、電子スイ
ッチ161L 、 15bとコンデンサー50で構成さ
れるスイッチド・キャパシタで、コンデンサ150の容
量をC4とした時、その等価抵抗値R7は、RI −/
G で表わされる。16は容量C210。
ッチ161L 、 15bとコンデンサー50で構成さ
れるスイッチド・キャパシタで、コンデンサ150の容
量をC4とした時、その等価抵抗値R7は、RI −/
G で表わされる。16は容量C210。
の微分コンデンサ、17は発振防止用コンデンサ18と
、抵抗値Rdの抵抗19を帰還素子にもつ演算増幅器で
ある。
、抵抗値Rdの抵抗19を帰還素子にもつ演算増幅器で
ある。
スイッチド・キャパシタ15、コンデンサ16゜18、
抵抗19および演算増幅器17で高域の増強回路(位相
進み回路)を構成し、コンデンサ18の影響を無視すれ
ば、その伝達関数fcB)は、となり、この回路の折点
周波数11は、となって、折点周波数f、も発振回路5
の出力周波数f0に比例して変化する。
抵抗19および演算増幅器17で高域の増強回路(位相
進み回路)を構成し、コンデンサ18の影響を無視すれ
ば、その伝達関数fcB)は、となり、この回路の折点
周波数11は、となって、折点周波数f、も発振回路5
の出力周波数f0に比例して変化する。
第6図は1第4図の高域補償回路7の特性を示の値に可
変される例を示して、いるofHは発振防止コンデンサ
18によって決定される周波数で、通常はflから遠く
はなれて設定される。
変される例を示して、いるofHは発振防止コンデンサ
18によって決定される周波数で、通常はflから遠く
はなれて設定される。
以上説明したように、第4図の高域補償回路7は、周波
数によって制御される反転増幅回路と高域の増強回路に
よって構成されているので、その総合特性は第2図で示
した様に、傾斜部分の増幅度と折点周波数が同時に制御
されることがわかる。
数によって制御される反転増幅回路と高域の増強回路に
よって構成されているので、その総合特性は第2図で示
した様に、傾斜部分の増幅度と折点周波数が同時に制御
されることがわかる。
第7図は高域補償回路7の他の構成例を示す図で、これ
は第4図における発振防止用のコンデンサ18を除去し
、そのかわりに、微分コンデンサ16に抵抗21を直列
に挿入したもので、第6図と同様の特性を得ることがで
きる。
は第4図における発振防止用のコンデンサ18を除去し
、そのかわりに、微分コンデンサ16に抵抗21を直列
に挿入したもので、第6図と同様の特性を得ることがで
きる。
第8図は、第7図における抵抗21を、電子スイッチ3
1a、31bとコンデンサ310で構成されるスイソチ
ド・キャパシタ31とおきかえたもので、スイノチド・
キャパシタ16と31を同じスイy’fングパルスで駆
動することにより、第6図の説明では固定であった周波
数fHも同時に制御可能となる。その結果s flとf
HO比を一定に保ったまま、折点周波数を可変できる様
になるため% f、とfHの比を10倍程度の関係にな
る様に設定することにより、高域の発振防止は当然のこ
と、高域のループ利得を適当な値(適正ダンピングが得
られる位相進み量を確保したまま、高域利得を下げる0
)に抑制して、より安定な制御を実現することができる
。
1a、31bとコンデンサ310で構成されるスイソチ
ド・キャパシタ31とおきかえたもので、スイノチド・
キャパシタ16と31を同じスイy’fングパルスで駆
動することにより、第6図の説明では固定であった周波
数fHも同時に制御可能となる。その結果s flとf
HO比を一定に保ったまま、折点周波数を可変できる様
になるため% f、とfHの比を10倍程度の関係にな
る様に設定することにより、高域の発振防止は当然のこ
と、高域のループ利得を適当な値(適正ダンピングが得
られる位相進み量を確保したまま、高域利得を下げる0
)に抑制して、より安定な制御を実現することができる
。
第9図(&)は周波数によって、そのカットオフ周波数
が制御されるローバスフィルり8の構成例である。同図
において、41は電子スイッチ41!L。
が制御されるローバスフィルり8の構成例である。同図
において、41は電子スイッチ41!L。
41bとコンデンサ41Cによって構成されるスイッチ
ド・キャパシタ、42は電子スイッチ42a。
ド・キャパシタ、42は電子スイッチ42a。
42bとコンデンサ420によって構成されるスイッチ
ド・キャパシタで、コンデンサ43 、44および演算
増幅器46で2次の正帰還型フィルタを構成する。スイ
ッチド・キャパシタ41.42は第4図の説明に用いた
スイッチングパルス発生回路12でスイッチングされ、
そのスイッチング周期に比例した等価抵抗値をもつ。第
9図(b)は同図(2L)の等価回路である。スイソチ
ド・キャノくシタによる等価抵抗41’ 、 42’は
スイッチング周波数に逆比例するため、この2次ローノ
くスフ4)シタのカットオフ周波数はスイッチング周波
数に比例して可変される。
ド・キャパシタで、コンデンサ43 、44および演算
増幅器46で2次の正帰還型フィルタを構成する。スイ
ッチド・キャパシタ41.42は第4図の説明に用いた
スイッチングパルス発生回路12でスイッチングされ、
そのスイッチング周期に比例した等価抵抗値をもつ。第
9図(b)は同図(2L)の等価回路である。スイソチ
ド・キャノくシタによる等価抵抗41’ 、 42’は
スイッチング周波数に逆比例するため、この2次ローノ
くスフ4)シタのカットオフ周波数はスイッチング周波
数に比例して可変される。
以上述べた様に、本発明のモータの制御装置は、モータ
の基準周波数、すなわち回転数に比例して、制御系のカ
ットオフ周波数およびローパスフィルタのカットオフ周
波数を可変することができ、その結果、いかなる回転数
設定においても、周波数発電機の出力周波数と制御系の
力yトオフ周波数の比、さらにはローパスフィルタのカ
ットオフ周波数との比も一定にできるため、常にその回
転数における最大のループ利得を得ることができて、最
高の性能を発揮することができるものである。
の基準周波数、すなわち回転数に比例して、制御系のカ
ットオフ周波数およびローパスフィルタのカットオフ周
波数を可変することができ、その結果、いかなる回転数
設定においても、周波数発電機の出力周波数と制御系の
力yトオフ周波数の比、さらにはローパスフィルタのカ
ットオフ周波数との比も一定にできるため、常にその回
転数における最大のループ利得を得ることができて、最
高の性能を発揮することができるものである。
第1図は本発明の一実施例を示す要部ブロック構成図、
第2図は高域補償回路の特性図、第3図はモータの制御
特性を示す図、第4図は高域補償回路の構成例図、第5
図はスイッチング、<ルス発生回路の出力パルスのタイ
ムチャート、第6図は第4図の高域補償回路の特性図、
第7図および第8図は高域補償回路の他の構成例図、第
9図(a)。 (b)はローパスフィルタの構成例とその等イ曲回路図
である。 1・・・・・・モータ、3・・・・・・周波数発電機、
4・・・・・・分周回路、5・・・・・・発振回路、6
・・・・・・位相比較[回路、7・・・・・・高域補償
回L 8・・・・・・ローノくスフイルり、9・・・
・・・駆動回路、11,15,31,41.42・・・
・・・スイッチド・キャノくシタ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名2図 3図 弯 5図 第6図 f〃 固液IK(Hz) 第7図 第9図 U) ψI−2
第2図は高域補償回路の特性図、第3図はモータの制御
特性を示す図、第4図は高域補償回路の構成例図、第5
図はスイッチング、<ルス発生回路の出力パルスのタイ
ムチャート、第6図は第4図の高域補償回路の特性図、
第7図および第8図は高域補償回路の他の構成例図、第
9図(a)。 (b)はローパスフィルタの構成例とその等イ曲回路図
である。 1・・・・・・モータ、3・・・・・・周波数発電機、
4・・・・・・分周回路、5・・・・・・発振回路、6
・・・・・・位相比較[回路、7・・・・・・高域補償
回L 8・・・・・・ローノくスフイルり、9・・・
・・・駆動回路、11,15,31,41.42・・・
・・・スイッチド・キャノくシタ。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名2図 3図 弯 5図 第6図 f〃 固液IK(Hz) 第7図 第9図 U) ψI−2
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)面転数に応じた周波数信号を発生する周波数発電
機を備えたモータと、基準周波数信号と前記周波数発電
機の出力周波数信号を比較して位相誤差信号を出力する
位相比較手段と、該位相比較手段の出力信号に含まれる
高い周波数成分の位相を進めるだめの高域補償手段と、
該高域補償手段の出力信号に含まれるリップル成分を除
去するためのフィルタ手段と、該フィルタ手段の一出力
電圧を増幅して前記モータに駆動電流を供給する駆動手
段を含めて構成されるモータの位相制御系を具備し、か
つ前記モータの回転数に比例した周波数信号で、前記高
域補償手段の折点周波数と増幅度を制御するようにした
ことを特徴とするモータの制御装置。 (2、特許請求の範囲第(1)項の記載において、前記
基準周波数信号の整数倍の周波数をもつ周波数信号で、
前記高域補償手段の折点周波数と増幅度を制御するよう
にしたことを特徴とするモータの制御装置。 (3)特許請求の範囲第(1)項または第(2)項の記
載において、前記基準周波数信号を発振器の出力周波数
信号を分周することによって得、前記発振器の出力周波
数信号で、前記高域補償手段の折点周波数と増幅度を制
御するようにしたことを特徴とするモータの制御装置。 (4)特許請求の範囲第(1)項または第(匈項の記載
において、前記基準周波数信号を発振器の出力周波数信
号を分周することによって得、前記発振器の出力周波数
信号で、前記高域補償手段の折点周波数と増幅度を制御
するとともに、前記フィル°り手段のカットオフ周波数
を制御するようにしたことを特徴とするモータの制御装
置〇(59特許請求の範囲第(1)項または第(匈項の
記載において、前記高域補償手段を、スイッチド・キャ
パシタで構成される等価抵抗を入力素子とした反転増幅
器と、スイッチド・キャノくシタで構成される等価抵抗
とコンデンサの並列素子を入力素子とした反転増幅器を
含めて構成したことを特徴とするモータの制御装置。 (6)特許請求の範囲第(1)項または第(掲項の記載
において、前記高域補償手段を、スイノチド・キャパシ
タで構成される等価抵抗を入力素子とした反転増幅器と
、コンデンサと抵抗の直列素子をスイッチド・キャパシ
タで構成される等価抵抗と並列にして構成される合成素
子を入力素子とした反転増幅器を含めて構成したことを
特徴とするモータの制御装置。 (7)特許請求の範囲第(1)項または第(匈項の記載
において、前記高域補償回路を、スイッチド・キャパシ
タで構成される等価抵抗を入力素子とした反転増幅器と
、スイッチド・キャパシタで構成される等価抵抗とコン
デンサの直列素子を、さらに別のスイッチド・キャパシ
タで構成される等価抵抗と並列にして構成される合成素
子を入力素子とした反転増幅器を含めて構成したことを
特徴とするモータの制御装置。 に) 特許請求の範囲第(1)項または第(匂項の記載
において、前記フィルタ手段を構成する抵抗をスイッチ
ド・キャパシタで構成される等価抵抗にしたことを特徴
とするモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56176878A JPS5879483A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | モ−タの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56176878A JPS5879483A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | モ−タの制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5879483A true JPS5879483A (ja) | 1983-05-13 |
| JPS648544B2 JPS648544B2 (ja) | 1989-02-14 |
Family
ID=16021349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56176878A Granted JPS5879483A (ja) | 1981-11-04 | 1981-11-04 | モ−タの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5879483A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018165710A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 三井精機工業株式会社 | 工作機械及びコンプレッサ |
-
1981
- 1981-11-04 JP JP56176878A patent/JPS5879483A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2018165710A (ja) * | 2017-03-28 | 2018-10-25 | 三井精機工業株式会社 | 工作機械及びコンプレッサ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS648544B2 (ja) | 1989-02-14 |
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