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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
    " o. D9 R; n/ V! Y* `! ~0 E
    8 W7 n) X8 W; O. s# B, zpscad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。    & [6 ~: v  t) I9 d
    问题1:将程序写在哪里?/ u6 z  ]  I  J9 z  g0 m6 S
        首先要将算法程序分成两个部分:
    : O0 T; O$ R: P9 }    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。& @9 ^6 [6 {9 k: L) c/ E
        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。& P- Z+ W0 l- W" `8 S8 j; F% V  i
    问题2:如何传数据?+ }0 V1 p' t. J1 W6 k
        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。  R( o! G- M; a3 Y4 G- \* U* S) R/ U
    问题3:如何保存前一时刻的变量并在本时刻调用?- u3 X) J6 t- y( N; F( k% K5 u
        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:
    5 p4 o5 x' J4 g# r4 e#STORAGE REAL:4( ]/ I8 H: ^. F- w! B) C$ E
          MY_NSTORF=NSTORF+ J* r" E- r8 m' ~9 F
          NSTORF=NSTORF+4
    , L& Y4 ~  q. Z- |3 ]     BT=STORF(MY_NSTORF)  d: o7 g8 y, b
          HT=STORF(MY_NSTORF+1)  [! I* d6 a/ e! C
          MT=STORF(MY_NSTORF+2)
    + s; d: ?: O8 Y4 A% X+ [      H=STORF(MY_NSTORF+3)*$N/$L% G4 L  J0 q* x! K$ I3 k
    这是读上一时刻值。
    ' y  C# P6 k0 u6 j. N      STORF(MY_NSTORF)=B
    ) w1 y  r9 Y1 P" c; |      STORF(MY_NSTORF+2)=M
    + C! p+ w% B& m: z这是保存存本时刻值。5 b1 x3 @9 T& Y' \) \
    解决了上面3个问题就可以完成信号处理元件的建模。
    4 n6 [3 R" }3 _- ]; i( J4 u问题4:如何建立电气元件?# g" e" _2 P, M7 @
        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:: S2 e( N" S' M. b) d- A
          CCIN($NA,$SS)=CCIN($NA,$SS)-STORF(MY_NSTORF+3)/1000.04 k5 r" _$ }3 q' a; w' k
          CCIN($NB,$SS)=CCIN($NB,$SS)+STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0
    * K' _  ?. w, M. J      GGIN($NA,$SS)=GGIN($NA,$SS)+G
    " v7 a* \2 m$ ?: ?$ F      GGIN($NB,$SS)=GGIN($NB,$SS)+G
    9 _5 @0 \6 Z# T4 u" H% z! x$ y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。$ F! b8 G8 T. `: C+ `6 ^
    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 o3 x4 T5 K+ A8 N
    % V& F; }6 }7 t6 y# b, \
    + i! O- ^2 v+ |( W/ h2 k    怎么转成普通贴?% ?6 X+ K0 n5 w0 \& H% K7 x3 i: e
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    发表于 2011-6-1 21:29:23 | 显示全部楼层
    回复 3# yuanzhch
    0 J! r8 Y7 T- e' Y" b$ ]& B. d3 c) r8 G) y

    8 _/ X1 F6 ?+ P! x$ l    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:
    5 ?$ f  F4 H1 O# M1.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。
    + Z3 I) J6 o- V  M/ t& I9 k2.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。8 a" P4 r/ q2 z4 C) s! L& D
    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。
    8 N- S& r' w( Q- T. r6 ]
    " x4 {2 d: f( s- g  M  V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。7 v1 X$ ?9 u/ A2 d! \
    ! r9 N; {% D3 n6 u& K' f3 L
    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
    8 P: i# U+ Q2 s* |) K$ w7 K" H) \* m$ p& f! w5 u! }: V. A

    ! i4 J& p; k/ Q   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 u  E; m+ u. H# A8 o; A. @: [& J- R( T& W. Z$ e/ s) S
    / Z2 g. ~/ C  l8 E& Q$ u' _& i
        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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