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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   V. G! X. E# c- [7 g3 a5 q5 @0 |
    ) [( q. J2 u) r8 h6 |2 F" [
    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。    - j! Z( a- m1 X
    问题1:将程序写在哪里?0 B! L8 O1 @2 X, {8 m
        首先要将算法程序分成两个部分:7 Y/ w" y. W+ Z8 I0 t$ S/ r% D: [
        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。4 h9 U; U8 n! U3 c
        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。+ t6 Z  |8 t& j4 w
    问题2:如何传数据?
      |. d1 u0 W3 m% f2 m1 ?5 g    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。' ~8 D& f$ N3 Q) K0 R
    问题3:如何保存前一时刻的变量并在本时刻调用?+ k7 K0 D& o, C! I) b! N
        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:: c0 P. D& V& ^" j, D" x, {9 V$ }; t
    #STORAGE REAL:45 \0 F, R9 A* @, R2 i9 |
          MY_NSTORF=NSTORF8 w8 T% S( q! X" \6 |
          NSTORF=NSTORF+4, P- x3 i+ L% x7 n
         BT=STORF(MY_NSTORF)
    , {; M4 O! q' F      HT=STORF(MY_NSTORF+1)( w0 ~7 c9 @. @! K
          MT=STORF(MY_NSTORF+2)
    0 @& c/ M% K' V, l8 G3 w      H=STORF(MY_NSTORF+3)*$N/$L( B- f. A9 n9 r, O
    这是读上一时刻值。+ F. Z* P& d9 ~- s5 c
          STORF(MY_NSTORF)=B
    3 P) J- v* p% G' c" j8 H      STORF(MY_NSTORF+2)=M
    4 n4 C) \& s* H这是保存存本时刻值。3 ~0 L  M# H3 W( a
    解决了上面3个问题就可以完成信号处理元件的建模。% U( w: ^7 {# p
    问题4:如何建立电气元件?
    " h7 c4 Q6 B. ~    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:5 o9 R# p* l5 d2 Z
          CCIN($NA,$SS)=CCIN($NA,$SS)-STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0
    # z. N6 J! a" o, Y8 M      CCIN($NB,$SS)=CCIN($NB,$SS)+STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0& J% h( e% Z1 a. d
          GGIN($NA,$SS)=GGIN($NA,$SS)+G
    . L- a% D9 v! I; ^. w( ^4 X+ Z      GGIN($NB,$SS)=GGIN($NB,$SS)+G) k& {( R6 q! E, I8 y6 G
    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。
    ( w7 I! C7 c9 }! R7 P' T" z 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 ; y# }* G9 @, t! \* a% j

      V4 _6 m- }1 }2 k1 p$ n" e* [9 h. s% f/ c6 }+ _2 [
        怎么转成普通贴?) J2 _) k) Z$ f/ E5 Z; a
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    发表于 2011-6-1 21:29:23 | 显示全部楼层
    回复 3# yuanzhch
    2 s, p1 j) R" [2 i8 _1 v) m1 i4 w5 L7 ^0 N
    * P) k: @$ d+ V: {( \
        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:
    ! j2 f5 [: V5 a; z) l1.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/ v0 l! q4 u
    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。, D. w/ @3 X; R: x
    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。
    9 z2 x( s  P" w7 _& E  b
    : U8 `9 G+ s# p. Q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。+ W" g: E7 S; S6 ^! F2 i
    7 }! u# {, l% o) e. _
    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 4 @7 W+ N" C( P& Y
    1 d9 Y* T( o* g: ]
    & S0 m! U4 |" x9 S$ |+ g3 U" v* ?- W9 r
       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
    ( T+ B) ~7 L0 l2 c, t; r" o* X5 b# W/ j9 c

    8 J5 I! }7 ^$ Y    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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