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由一个实例说明PSCAD与C语言接口方法

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    本帖最后由 yuanzhch 于 2011-6-1 20:23 编辑
    ; p. O& b& n7 f; J$ _2 S% B; G* v' X' B# C% F: r) e0 O! P" Q; `& a
    pscad中要实现新的算法,首先要建立一个自定义元件。自定义元件分为两种,一种是电气元件,一种是信号处理元件。本帖实现的内容是一个非线性电感,其电感值随着电流大小而变化,属于电气元件。写控制算法的同学可能主要用到后者,将输入信号经过一系列的处理计算得到一个输出信号。    % @" a2 p% M, V, z3 I# H# Z( Y
    问题1:将程序写在哪里?
    ; z7 K- F+ U4 ]1 ^& d    首先要将算法程序分成两个部分:9 B& G' m4 L2 `' L! X8 [" b6 j) |
        一部分是PSCAD可以实现的,如处理仿真参数、读入仿真数据、输出仿真结果以及积分、微分等简单函数。这部分内容写在自定义元件definition的Script中。可以写在Fortran中也可以写在DSDYN中,两者略有不同但不会影响简单应用,具体内容请参阅帮助文件。
    6 J: N9 f2 u. q6 U* }3 w: B    另一部分是我们自己的C语言算法,要将C算法总结成y=f(x,p)的输入输出形式的形式写在一个*.c文件中。并添加到PSCAD的File Reference中。 C函数的命名形式一定是 void XX_XXX__()的形式,注意名字中的下划线,本人的试验结果是必须有这三个下划线,哪位同学有其他发现可以一起探讨一下。" \7 j' O+ |7 n' r7 l' ^, W& Q
    问题2:如何传数据?8 F, Q. R' S4 p" J
        由于PSCAD和C函数是互相传递指针,因此就需要将C函数写成f(y,x,p)的形式,例如:void ja_model__(real *h,real *ht,real *mt,real *ms,real *a,real *alpha,real *c,real *k,real *b,real *m)。其中h是输出,ht,mt是输入,后面的都是参数。在PSCAD中用call语句调用,例如:CALL JA_MODEL(H,HT,MT,$MS,$A,$ALPHA,$C,$K,B,M) 。注意函数名中的下划线,这里只有一个!其中H,HT,MT都是Fortran程序中的变量,后面参数前面加“$”是引用参数的意思,具体内容请参阅帮助文件。/ v% ?8 o3 U. C
    问题3:如何保存前一时刻的变量并在本时刻调用?( u) k& \# z; ]2 u$ p) @
        在时域仿真的时候我们不可避免的要用到上一时刻的某些计算结果。而PSCAD中的Fortran程序和C程序每一时刻都重新执行一次,变量都要清零,所以就要单独存放需要的数据。PSCAD提供了一个STORF数组,这里直接给出例子:
    ) {- n: i# U! V#STORAGE REAL:45 p1 p  f; W( }/ [) I6 P+ J
          MY_NSTORF=NSTORF% q8 `* B4 u  ~! Z5 i9 X  U
          NSTORF=NSTORF+4
    % A& j4 S3 U" d3 S& D9 _     BT=STORF(MY_NSTORF)
    , _; ], {% c% s0 U      HT=STORF(MY_NSTORF+1)
    ' f/ v9 H) j" h/ T      MT=STORF(MY_NSTORF+2): y9 }# L5 J$ k& P; ~. H/ g# t
          H=STORF(MY_NSTORF+3)*$N/$L" w% S! w  \6 t- B
    这是读上一时刻值。
    $ ~  o- i. k6 b) z$ p% ?( l      STORF(MY_NSTORF)=B
    6 L  ]; l3 e3 t+ G& P      STORF(MY_NSTORF+2)=M; `4 q7 L. h4 ^% i! e. U# z
    这是保存存本时刻值。
    8 w1 [& w& @* U解决了上面3个问题就可以完成信号处理元件的建模。
    - P5 T$ n% [: [/ E8 [& a7 r4 B问题4:如何建立电气元件?
    " t% p5 d9 G8 u$ @: h    我们对一个电气元件建模就是要描述其伏安特性。如一个双端口元件,测它两个结点电压,然后计算出支路电流就可以了。PSCAD提供了一个基于结点的电气接口函数,说白了就是一个受控电流源叫GGIN和CCIN。帮助里可以搜到,下面给出例子:. M, x# s2 N; F6 Y3 L2 j: d
          CCIN($NA,$SS)=CCIN($NA,$SS)-STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0
    / R; @4 h; I& N8 S      CCIN($NB,$SS)=CCIN($NB,$SS)+STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0' O$ ]* W" \$ Q0 g' ^# Q
          GGIN($NA,$SS)=GGIN($NA,$SS)+G
    $ r2 k4 \* e$ H/ L      GGIN($NB,$SS)=GGIN($NB,$SS)+G
    . M8 O) {: l6 M% t" K* H' K6 a我觉得解决以上4个问题就能满足一般应用了。这里只是给大家提供一个思路,还有一些细节没有说到还需要看帮助文件,希望能帮到大家!附件中是个非线性电感,J-A模型是个微分方程在C函数中用龙格库塔法解之。* D" f. s: d$ J9 C9 B* a
    基于JA理论的非线性电感.rar (1.03 KB, 下载次数: 241)

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    发表于 2019-5-5 16:32:36 | 显示全部楼层
    刚刚接触这一块,一脸懵逼状态,专家分不够,云里雾里的,这个pscad的help里面好像没有特别多的介绍,楼主用的是哪个版本的呀,是不是我看帮助的方式不对,呜呜呜
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    发表于 2019-5-7 09:28:10 | 显示全部楼层
    这个里面的三种引脚类型:数据输入、数据输出以及电气引脚有什么区别呀
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    发表于 2024-9-18 11:48:06 | 显示全部楼层
    受用,思路好,期待探索拓展代码封装的功能,类似于黑盒功能
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    发表于 2011-6-1 20:28:05 | 显示全部楼层
    虽然不太懂fortran,但是觉得你的思路很好!
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     楼主| 发表于 2011-6-1 20:28:43 | 显示全部楼层
    回复 2# mingyu . g* E! h3 R0 U9 F
    . O# n2 h9 P; t( Z* |

    : D9 k0 a  |' \* ]+ Y    怎么转成普通贴?! ?) x( Q4 E  L( `
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    发表于 2011-6-1 21:29:23 | 显示全部楼层
    回复 3# yuanzhch
    % {8 c6 N  P, [2 X# U6 w1 E9 x/ b7 v1 D+ Z5 G; \
    6 ?8 e9 M1 L8 b9 d
        自己可以结贴,返还部分学分。
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    发表于 2011-6-1 21:40:02 | 显示全部楼层
    楼主强人啊,谢谢分享!!!
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    发表于 2011-6-2 01:41:43 | 显示全部楼层
    我也在做PSCAD和C的接口,发现一些细节:
    ) T7 w2 B2 H$ M3 p$ h  S& c1.fortran 接口子函数的文件名必须是xxx_df90.f ,C程序文件名必须是xxx_msc.c。当大家编译通过但连接出现问题的时候,可以试试修改调用的这两个文件的文件名。  d% }8 W5 H/ Q3 D
    2.PSCAD3.0以前的版本连接外部文件采用的是File reference;4.0以后的版本发生了一些变化,在以前的基础上,在project setting的fortran标签页里,也要添加接口子程序(.f)文件的文件路径。
    ' y0 Q8 _) t% E( T0 a) u3.楼主提到了PSCAD存放数据的数组,其实有4个,数组指针名分别是STORF(实数量) STORI(整数量) STORL(逻辑量) STORC(复数量),对应类型的量应该存到对应的数组里。
    6 r& B+ C- B: m& \0 l
    ! P0 T0 t7 R. Y3 I( M9 a楼主说的C函数命名时要加下划线的奇怪规则我也发现了。但想不明白原因。
    - x) @  p, _) c, `* T$ ~5 h
    & y6 G5 e# l$ i0 r以上是做毕设过程中总结的一些小经验,不一定正确,但如果你想我一样2天无法连接文件实现接口的时候,不妨来这里看看。用这里的方法试试
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    发表于 2011-6-2 11:13:50 | 显示全部楼层
    回复 1# yuanzhch
    ) j! T1 d: }& S
    - D+ C; w/ ~! u9 q9 A6 T1 [$ @6 s( V* Y8 m2 d* L9 t
       我也尝试过调用C,但是遇到了问题,PSCAD每一步长CALL一下C程序。想给C的变量赋一个初值,由于循环调用,每CALL一下,变量又都成初值了,请问楼主怎么解决啊?
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     楼主| 发表于 2011-6-2 12:41:22 | 显示全部楼层
    回复 7# caunow 5 T+ t" i- D/ {' C

    8 N+ _9 l% T3 M1 V9 k+ _
    3 E) x1 V+ M& X9 K! N" e9 f    这就是我说的问题4,用STORF,STORC等数组。
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    发表于 2011-6-2 13:35:25 | 显示全部楼层
    楼主,思路很好很强大
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    发表于 2011-6-2 20:12:35 | 显示全部楼层
    楼主强人啊,谢谢分享!!!
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