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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
    # A, f9 a0 R* d; F' v) y; _% u
    3 e% K- E6 o( t% P" Q0 lpscad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。    9 \, _0 l& L, a% @4 O  J  s( K
    问题1:将程序写在哪里?
    ) O% T( y! V' h9 ]! n" J# F    首先要将算法程序分成两个部分:
    1 x; [+ K2 b" `  G7 j    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。
    * w5 k, \7 Y. c- ~! f    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。8 J7 K5 F; M5 A6 R( |5 w3 U
    问题2:如何传数据?
    6 u6 X+ Z. @. O, T0 E0 D    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。2 j) W% e7 m+ G% L# e: W
    问题3:如何保存前一时刻的变量并在本时刻调用?% X8 w+ ?8 p. i+ n2 t( v% G! D
        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:  b# A2 X3 v2 [7 d& M' {4 I
    #STORAGE REAL:4% M; y. V0 f" Z9 O
          MY_NSTORF=NSTORF
    , ?' N( k. ^6 i& x0 J" |      NSTORF=NSTORF+4
    9 L% U! F9 [% R. A7 f* U- e) v8 H     BT=STORF(MY_NSTORF)
    ! ^0 g, i: z8 w) C5 [+ n      HT=STORF(MY_NSTORF+1)
    ' V: K8 ~6 \0 F$ }$ X      MT=STORF(MY_NSTORF+2)( @, h( I/ h* U# S- k- b* X
          H=STORF(MY_NSTORF+3)*$N/$L
    0 V4 v# A0 Z/ o2 W这是读上一时刻值。, Q. O, X4 J3 T% X0 \
          STORF(MY_NSTORF)=B: q- [7 O" X% l# h& L. ^
          STORF(MY_NSTORF+2)=M
    0 r  }% t) a, y+ d. v) j这是保存存本时刻值。; X* h/ Q" u9 {
    解决了上面3个问题就可以完成信号处理元件的建模。
    : x* Z6 c3 ~9 I8 o问题4:如何建立电气元件?
    * O$ ~5 b. R. j5 Q' I6 J+ p' O    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:
    3 J$ Q( n3 ]# E, D2 b      CCIN($NA,$SS)=CCIN($NA,$SS)-STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0& [9 o1 Q  U9 `) g0 u
          CCIN($NB,$SS)=CCIN($NB,$SS)+STORF(MY_NSTORF+3)/1000.0
    / x* i8 h& L8 e. k  x& \' L% d) H      GGIN($NA,$SS)=GGIN($NA,$SS)+G
    ( |4 H. H$ X4 i( F1 g      GGIN($NB,$SS)=GGIN($NB,$SS)+G
    ' j9 m( h7 s5 |# J' T$ {; q' a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。" @- g! _) U2 q4 G' B: q% H
    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
      D7 g) C3 P- A7 Y9 ?7 [
    - h) P  B9 |- T. _  }& x- [  y
    # C6 L$ S6 o3 q# N  \    怎么转成普通贴?$ x2 H6 f9 P1 @6 {4 _
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    发表于 2011-6-1 21:29:23 | 显示全部楼层
    回复 3# yuanzhch $ J" W6 G- R' f
    . K2 b/ {& h  t  e8 p
    0 p9 {/ J* Z. V; U! v6 a, |  P
        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:8 k5 x. F: q  D  K9 J/ V  C( x4 ]
    1.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 }/ N6 b! A) }; c' C" t4 e2.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。( v: p: B$ O( {- \& ~5 k5 q
    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。2 S0 v, O& l: Q$ s+ X5 b* \! a
    6 Y( y8 g( u4 Y3 y8 `
    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。
    / ]5 s! T$ B* A* z/ I: X
    / L( u5 w$ e( v/ l  G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 1 O3 |" }/ ~" V3 W/ L5 Z+ Z

    4 u( d5 D  p# J- ]! k0 X+ L
    , G" l  f0 v( t- 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
    + k. c4 _: |; |5 S; ?6 z' _: L9 S$ w7 H
    % l7 p* I! r2 z9 A4 D
    0 b# \6 `( d& Q/ M* J$ T" g    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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