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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 / k' C0 f/ i" K* ^  u4 a

    * s: z+ G4 d6 r5 X9 t6 ypscad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。   
    $ d/ i" s) j" F. `7 p1 d% G, p问题1:将程序写在哪里?# l3 U4 n% [8 t& U. l
        首先要将算法程序分成两个部分:2 v8 f! F. y  u' o2 `
        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。  _) L" M+ 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。
    . V# Q( O, r5 g/ f问题2:如何传数据?3 `: ?, e* ~; e& A* g! i" I& }
        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。
    ! R4 U. ~% }+ }$ D) h  R' _6 t问题3:如何保存前一时刻的变量并在本时刻调用?8 n2 Z: P+ s- m+ W/ k; i! R6 f
        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:
    $ S6 {/ Q0 S5 u- j+ R: L#STORAGE REAL:49 s. b; S, j/ Q) i
          MY_NSTORF=NSTORF
    : W9 w- D  q$ Y+ C1 X* w6 _      NSTORF=NSTORF+4
    3 M: E' _7 j/ T3 n- f     BT=STORF(MY_NSTORF)
    + Q- C2 m6 m0 ?      HT=STORF(MY_NSTORF+1)
    ! ?0 I2 h+ ]1 Z2 D! m      MT=STORF(MY_NSTORF+2)9 Y2 D, s) _4 K" A$ N) }* f% q4 ~
          H=STORF(MY_NSTORF+3)*$N/$L+ E) h5 m. n- ?0 w8 `
    这是读上一时刻值。1 }, Z0 F6 S& j2 k) v0 ^4 u
          STORF(MY_NSTORF)=B- `* b- x  s7 Z0 x( @
          STORF(MY_NSTORF+2)=M' }/ U  M5 D6 W2 @' h; n  u
    这是保存存本时刻值。
    & B2 s  X1 y- {1 V+ [解决了上面3个问题就可以完成信号处理元件的建模。
    4 O1 z* p1 t, f, A$ x, ?8 E问题4:如何建立电气元件?) W! }5 \/ K1 }* D" g
        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:
    * J3 L2 |/ a" K0 E& W+ V/ d5 {      CCIN($NA,$SS)=CCIN($NA,$SS)-STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0
    $ B- @' ^) ]5 L9 v! J' [      CCIN($NB,$SS)=CCIN($NB,$SS)+STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0
    8 J1 C$ y8 P0 p4 R. x      GGIN($NA,$SS)=GGIN($NA,$SS)+G
    ; z( O- p7 E" P. R4 y: Z      GGIN($NB,$SS)=GGIN($NB,$SS)+G
    3 g9 `) a* m1 {3 O, d$ r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。
    ' V4 X$ u3 `* ~3 w- w6 q$ w: l 基于JA理论的非线性电感.rar (1.03 KB, 下载次数: 238)

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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 2018-1-15 16:07:13 | 显示全部楼层
    求大神发一下我的邮箱,专家分不够啊1762771794@qq.com
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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
    4 U' Z0 Y0 g7 N; G) ?# R! E& h2 u6 R+ X# E

    5 s, S' v% ~! D0 a, u    怎么转成普通贴?
    8 N  m9 o5 ^; G7 W8 N/ ?
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    发表于 2011-6-1 21:29:23 | 显示全部楼层
    回复 3# yuanzhch 1 \3 K: O" x  T7 A! B- L& c
    / Y; Z0 [8 T- a* i

    - E" Q, m8 W4 ^. j3 W0 F  _6 I$ N    自己可以结贴,返还部分学分。
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    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:
    + x8 e4 W. }2 [, g  n1.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。" E1 l* r) o  M" p9 E5 |- k
    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。& h$ t" J5 z+ ?1 }7 B( ?
    3.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。0 J* {" \, }( r6 s% }) h
      n* S* I  h9 n8 F  G
    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。
    ; F. k+ e% Y  a5 n4 e/ T: |- |# {5 l  Q0 \$ a: ]
    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
    # @  W5 k7 {4 B
    # L1 _' s' i* f& ^) }7 f
    : s" C4 W/ N* v7 D( H+ X2 E   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
    6 Z: Q% s; v/ Y; x" W5 M
    ) k) I& G1 u3 W- L
    . h0 V4 t) K/ l, o0 R1 |    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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