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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
    5 B5 q4 N, V) T% Z  z
    & K/ E# V! @7 bpscad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。   
    . _+ T0 o& v- w$ B8 m' Y3 c问题1:将程序写在哪里?% T/ f+ _" h8 y( w( Z/ t4 B% L
        首先要将算法程序分成两个部分:! h+ Q6 N7 I. e8 H% y
        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。& ^! k# L! m0 |
        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。. S/ e5 A+ C" C
    问题2:如何传数据?3 U8 s) B/ V6 F( o
        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。/ E3 c% y3 }% u# V( D
    问题3:如何保存前一时刻的变量并在本时刻调用?
    , |1 Y0 L' n+ }6 y/ [# j% [    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:# z' y4 T7 k: X: |+ R
    #STORAGE REAL:43 x/ |7 I9 A* N2 P, X# Z2 T
          MY_NSTORF=NSTORF. U, y# Q1 S4 ]4 o0 d# V9 `% F
          NSTORF=NSTORF+4
    , r7 L7 E! N& a" I     BT=STORF(MY_NSTORF)
    4 Y9 d7 F7 u- J$ \, y. w0 X" s      HT=STORF(MY_NSTORF+1)% D9 c, }$ j0 N9 a0 ^: t
          MT=STORF(MY_NSTORF+2). c. Q+ j1 h' c, }
          H=STORF(MY_NSTORF+3)*$N/$L0 O1 I0 N( Q+ ^% T: l  x! o  ^. S
    这是读上一时刻值。
    ! h) ]1 l/ B* ?  g: ?- s7 l      STORF(MY_NSTORF)=B
    - J' D; c) D7 T5 ~5 K      STORF(MY_NSTORF+2)=M! U( {0 ~7 ~) t
    这是保存存本时刻值。
    2 O5 Q+ m2 a" H1 g& j: H- Y解决了上面3个问题就可以完成信号处理元件的建模。9 `: u- G' R3 w# G2 n: U& N7 H  }% w
    问题4:如何建立电气元件?& T. q" F, F7 V: h$ C! \* m4 Q
        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:
    * q  N. t, }, @6 M( N' Q+ C, ?      CCIN($NA,$SS)=CCIN($NA,$SS)-STORF(MY_NSTORF+3)/1000.03 j. W! [9 W' L' L6 ?5 W
          CCIN($NB,$SS)=CCIN($NB,$SS)+STORF(MY_NSTORF+3)/1000.09 x/ Q4 Q8 r0 h- C' Z- O
          GGIN($NA,$SS)=GGIN($NA,$SS)+G6 C$ \* R9 h. i' {2 w$ u
          GGIN($NB,$SS)=GGIN($NB,$SS)+G
    & k' d# g- Y/ p6 {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 a7 Z7 U2 A) b- ?8 t* k( ? 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 " @9 m( Q5 v' F  Z+ _6 U& O( [

    , D4 W6 G* L) n4 t7 j. d% f
    - u% h' g- m3 q2 h2 P$ K  Q    怎么转成普通贴?% G% q- m1 o$ ^4 U' \1 B
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    回复 3# yuanzhch   Y! K' @4 r# _* X- f& i& y
    ! }; m% {6 t1 ]* N

    " K# Q/ H9 ?0 }, {8 Y% h' i    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:
    7 q4 K# t* g% x! \1 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。
    , `9 f0 J  J' c. V  ]/ k" C2.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。
    - @% F6 [* v! g  k3.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 H3 e  S4 J* H% }- j

      y2 m. Q6 w$ x4 i% G4 s' \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。
    0 R, X) i0 ^. {2 y  W
    8 P* M8 @, ^& J: H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
    * T5 D& |' u7 m5 P( K. T
    6 ]+ {# v( H. Z9 d  S% J
    2 m* v8 g$ a: c   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
    2 a4 m# n/ Q6 {, f, A9 B
    7 D, G0 e- C' }* H- _+ v' W9 p0 w. s' k  C5 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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