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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
    8 m' |; {, s" ^1 g" p
    - X/ H8 a6 u4 L& 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。    " F1 S7 i/ m( \% ?
    问题1:将程序写在哪里?
    7 ^# `: \9 o. _% e2 c. {# N0 `    首先要将算法程序分成两个部分:* m  H7 U$ Q: `7 C6 H7 p5 ]% }
        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。
    ; ]( V" N/ k! @& }8 ?6 a- h    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。+ w; l. A* T. z6 p; E
    问题2:如何传数据?
    / }4 ?3 z; K* W3 d8 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。+ t& G/ l% z* n5 @/ A, _" x
    问题3:如何保存前一时刻的变量并在本时刻调用?2 q$ ^% V4 K' r) H  J& H
        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:
    ( J0 C$ |# c9 ?/ e. s! ]) {, v#STORAGE REAL:4) `1 m* _  O7 x
          MY_NSTORF=NSTORF  Z4 q5 }8 k6 R5 W: p7 w
          NSTORF=NSTORF+4* ]( ?% b* E/ S4 f+ h4 v
         BT=STORF(MY_NSTORF)
    , @) s& J& r4 h6 H8 }, D9 @; r. M0 A      HT=STORF(MY_NSTORF+1)
    * H$ S; S$ h$ `2 c2 ^: Q! {1 V      MT=STORF(MY_NSTORF+2)7 U  a8 h9 B2 }3 @
          H=STORF(MY_NSTORF+3)*$N/$L
    ( G# P5 C4 A9 F# ]$ A这是读上一时刻值。
    6 R* i4 K2 g7 O      STORF(MY_NSTORF)=B
    ' g! s  m5 Z* d: H- T) n" X0 @      STORF(MY_NSTORF+2)=M
    1 w, c  Q! G4 ]这是保存存本时刻值。
    7 K4 |: B$ R# ]4 {) |解决了上面3个问题就可以完成信号处理元件的建模。
    . t- x) _, S4 m* G( K问题4:如何建立电气元件?2 P: y6 N1 ]! y9 Z$ K/ V
        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:
    2 ?" c3 f2 `5 {# [8 h      CCIN($NA,$SS)=CCIN($NA,$SS)-STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0
    0 t3 w! l% u+ j      CCIN($NB,$SS)=CCIN($NB,$SS)+STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0
    ' J7 [2 u9 \. ]& l      GGIN($NA,$SS)=GGIN($NA,$SS)+G
    . L- m! t* B: E# O7 P9 R+ Z, e+ N      GGIN($NB,$SS)=GGIN($NB,$SS)+G
    : T7 q. s1 f" s  z& E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。
    1 M2 `3 ~% E& g, ]& i 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
    - {4 c9 }+ G9 N# I! V* P6 @. I& K' h$ H7 K$ A7 ~
    5 @5 H  O) Y" c: ~
        怎么转成普通贴?
    ; r9 k1 d7 ^( G: \" x
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    发表于 2011-6-1 21:29:23 | 显示全部楼层
    回复 3# yuanzhch
    8 A6 Z3 T/ R) L$ D) _" f1 U: A- X6 _, B0 ~; C% e* ~

    - g% p( e2 L$ Y2 W+ O/ {4 y    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:
      o( T( `9 T- W2 l3 c" d1.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。' R9 d" d$ S9 f( b
    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。
    & o1 w, o+ h: X3 [  G. }; B3.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。8 r9 b! E* p' {5 T
    - x& R! \, A9 t# r- a) Z
    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。
    - a* @+ o8 ?/ r  O* f: n  ]' }. y" d4 a8 P4 S
    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
    " w+ Z. f: T7 ^  V& g1 o; _! ]% I) }/ ~' R+ c! q4 G& l+ O6 b) }
    ) {3 I7 @* a4 H* e: K
       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 # l. K: e5 @6 D' r+ w+ L

    9 j( h" b; y; W. z. S/ U8 S, }0 T7 N4 Q" \7 O1 H
        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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