PSCAD中的控制系统模块

1. Gain（增益）

增益组件把输入信号与指定的因子相乘。可以输入一个变量名代替此因子所填的数字。

2. Differential Lag or Forgetting Function（微分延迟或遗忘函数）

微分延迟组件用作一阶高通滤波器，有时也叫做冲蚀函数、改变函数、或者遗忘函数。输出可以随之置为用户指定的值。对此函数的解法如下，基于时间常数T的值。

Q?t??Q?t??t??e如果T＝0，则有：

输出为：

??tT??X?t??X?t??t???e??tT

Q?t??0.0

这里：

Y?t??G?t??Q?t?

Y?t?＝输出信号；

X?t?＝输入信号；

G?t?＝增益因子（可为变量）

T＝ 时间常数；

?t＝时间步长。

3. Derivative with a Time Constant（带时间常数的微分环节）

微分函数决定了信号变化的速率。但此模块有放大噪声的趋势。为了将噪声的干扰降至最小，尤其是在计算步长小而微分时间常数大的情况下，可能需要给它加一个噪声滤波器。

4. Lead-Lag（前导延迟环节）

本组件模拟了一个带增益的前导延迟函数，它的输出可随时由用户重置为指定的值。最大最小输出限制内部指定。

对此函数的解法基于时间常数T1和T2，过程如下所示：

??tT2??t??t??T1T2?X?t??X?t??X?t??t???eT2 ?1?e??????T2??Q?t??Q?t??t??e如果T2?0，则类似与PI控制器：

Q?t??X?t??T1??X?t??X?t??t?? ?t如果T1?0且T2?0，则类似与增益环节：

Q?t??X?t?

输出为：

Y?t??G?t??Q?t?

这里：

Y?t?＝输出信号； X?t?＝输入信号；

G?t?＝增益因子（可为变量）；

T＝时间常数（可为变量）；

?t＝时间步长。

5. Real Pole（实极点）

本组件仿真了一个延时或“实极点”函数，这里的输出可以在任何时候重置成用户规格化的值。输入信号在被处理之前与增益因子G（t）成比例。时域算法基于梯形法。 本函数的解法如下：

??tT??t??T?X?t???1?e?

??

Q?t??Q?t??t??e那么输出就为：

这里：

Y?t??G?t??Q?t?

Y?t?＝输出信号； X?t?＝输入信号； G?t?＝增益因子（可变）；

T＝时间常数（可变）；

?t＝时间步长。

6. Delay Function（延迟函数）

延迟函数模拟了拉氏表达式e?sT，这里T是延迟的时间，s是拉氏算子。输入信号置于队列中，随着时间的推进，信号值移入队列尾部并放置到输出line上。

如果延迟时间大得超过了时间步长?t，则队列可能会变得过于庞大。为了避免出现这样的情况，采用了抽样的方法。在指定的延迟时间中对输入值采样N次，只将采样值置于队列中。

另外，在满足减少存储空间的前提下，同时还必须保证采样的数量对于保持延迟信号的精度来说是足够的。由于输出的阶梯特性，需要引入一个额外的大为为时延/(2*N)的延迟。用以补偿内部轻微减少延迟时间的效应。如果需要的话，可以采用一截延迟环节来对延迟环节的输出进行滤波，以平滑抽样所造成的阶梯效应。

7. Square（平方）

本组件将输入信号与其自身相乘。

8. Square Root（平方根）

本组件计算输入的算术平方根。每个正数都有两个平方根，一个为正一个为负，算术平方根定义为正的那个平方根的值。在实数域中，平方根对负数都没有定义，因此要求输入必须为正。本组件负的输入时输出为零。

9. Absolute Value（绝对值）

本组件给出输入信号的绝对值。

10. Trigonometric Functions（三角函数）

Standard trigonometric functions.

1?? 本组件实现标准的三角函数功能。Tan函数在?n???时奇异，因此应避

2??免输入这些值。而ArcSin和ArcCos要求输入的值域范围为[-1.0,+1.0]，需避

免超出此值域。

11. Impulse Generator（脉冲发生器）

脉冲发生器用来确定线性控制系统的频率响应。其可以产生指定频率的脉冲序列。在对控制系统进行分析之前，为了使得暂态响应逐渐变弱，需要使用一些脉冲通过控制系统。当然频率可以置零，仅发送一个脉冲给控制系统，即可以观测到频率响应。

如果使用插值法，此组件在每生成一个脉冲的同时也生成了插值信息。对应于脉冲的准确时间的插值时间非零，以保证脉冲无论何时都不会落在时间步长坐标上。这就有效的祛除了组件对设备步长的依赖性，即使时间步长增加也能保持精度。

本组件生成一个锯齿波，其频率可以与输入频率信号的幅值成比例的变化。

43. Harmonic Distortion Calculator（谐波畸变计算器）

本组件根据下式计算输入信号全部谐波或单个谐波的畸变程度。

?Individual?h?? Total??????Individual1???h?2?N2这里N由输入参数“Number of Harmonics”所给定。

本组件可以用来对组件“On-Line Frequency Scanner (FFT)”进行优化设

计。

44. Nth Order Transfer Function（第N阶传递函数）

本组件模拟了一个高阶传递函数。解法基于状态变量。输入组件的是传递函数的系数和状态变量的初始值。求解可以采用简化的或非简化的梯形法。

45. Nth Order Butterworth/Chebyshev Filter（第N阶Butterworth/ Chebyshev滤波器）

本组件是一个变带宽（最多10阶）的Butterworth/Chebyshev滤波器。它模拟了标注的低通、带通、高通和带阻Butterworth/Chebyshev滤波器。

46. XY Characteristics（XY特性）

本组件实质上是一个分段线性化查找表，XY的坐标点可以指定。它可以有不同的用途包括指定设备特性、作为传递函数或者作为信号发生器等等。

47. Binary ON Delay（二元条件延迟）

它是一标准的二元条件延迟组件。若输入变高，在经过用户指定的时间后，若输入还保持高位的话，则输出就变高。也可用到“Timed ON/OFF Logic Transition”组件。如果应用插值法，则组件会将插值信息（即确切的过零点）予以输出。

48. Sequential Output（序列化输出）

本组件生成一个序列输出。它由指定点开始，然后按指定的时间间隔和输入的整数变化量递增输出。

49. Random Number Generator（随机数发生器）

本组件生成指定最大和最小范围内的随机数。

50. Monostable Multivibrator（单稳态多频振荡器）

本组件是一个二元逻辑、边缘触发的单稳态多频振荡器。在打开后，输入的正边缘将导致输出走高，并维持高位一段设定的时间（脉冲持续时间）。如果在设定的时间结束前，输入再次走高，则再次触发单稳态，并且在新高的正边缘之后维持高位一段设定的时间。

如果使用了插值法，则组件生成插值信息并输出。输出的插值时间基于输入的插值时间、用户输入的延迟和仿真的时间步长。当采用了完全插值时，本组件即使在很大的时间步长下也能保持很高的精度。

51. Zero Crossing Detector（过零点检测器）

当输入过零时，本组件进行检测，并确定是正过零还是负过零。具有正的一阶导数的输入过零点生成一个时间步长的“1”输出。具有负的一阶导数的输入过零点生成一个时间步长的“-1”输出。其它时间输出为0。

如果使用了插值法，组件就生成插值信息（即确切的过零点时间）并予以输出。

52. Timed ON/OFF Logic Transition（定时开/关逻辑转换）

本组件罗列了一个转换时间表。用户可以指定导通延迟时间和关断延迟时

间。在导通延迟时间之前即使输入走低，延迟的输出在指定的延迟时间后也将重现。

本组件模拟了一个标准的二元延迟定时器（即在输出走高之前它必须满足输入走高，并维持了指定的延迟时间才行）。

如果使用了插值法，组件就生成插值信息（即确切的过零点时间）并予以输出。输出的插值时间基于输入的插值时间、用户输入的延迟和仿真的时间步长。当采用了完全插值时，本组件即使在很大的时间步长下也能保持很高的精度。

53. Non-Linear Transfer Characteristic（非线性转移特性）

本组件通过直线分段逼近模拟了非线性转移特性。X轴的参数从X1增加XN。这两点之间的输出由两点之间的插值所决定。小于X1或大于XN的输出，由临近这两点的直线的延长线所确定。

54. 2nd Order Transfer Functions（二阶传递函数）

本组件可以实现以下6种二阶传递函数： 1. 高通； 2. 中通； 3. 低通； 4. 低阻； 5. 中阻； 6. 高阻。

低于特性频率的定义为低频，在特性频率附近的定义为中频，高于的定义为高频。根据用户选择的通过频率指定不同的传递函数。

55. abc to dq0 Transformation（abc到dq0的转换）

本组件实现了三相abc到dq0的转换，或者反之的转换，所依据的是以下公式：

abc转换为dq0:

??cos???d??q??2??sin???3????0???1??22?2????cos?????cos??????3?3?????a?2?2?????sin?????sin????????b? ?3?3?????c????11?22?

dq0转换为abc：

???cos?sin?1???d??a???b???cos???2??sin???2??1???q?

??????????33?????????c????0???22?????cos?????sin?????1?3?3?????56. Sample and Hold（采样保持器）

本模块的运算 相当直接。当hold为0时，输入in直接输出。当hold为1时，输出保持在它的上一个输出状态上。当有2个hold输入时，两个信号都必须为1才能使得输出保持。

57. Array Product（数组中所有元素的乘积）

本组件将所有输入数组元素的联合乘积予以输出，输出结果是标量。公式如下：

Output??Inputn

n 这里，n是输入数据信号数组的维数。需要注意的是，组件输入假定其数据信号的维数为与输入相联的数组的维数。

58. Array Sum（数组中所有元素的和）

本组件将所有输入数组的元素之和予以输出，输出结果是标量。公式如下：

Output??Inputn

n这里，n是输入数据信号数组的维数。需要注意的是，组件输入假定其数据信号的维数为与输入相联的数组的维数。

59. Angle Resolver（角度转换）

本组件将输入信号由度转换为弧度，或者由弧度转换为度。输出范围可以选择[0, 2π]或者[-π, +π]。

60. Polar/Rectangular Coordinate Converter（极坐标/直角坐标转换器）

本组件将Cartesian（直角）坐标转化为极坐标，所基于的公式如下所示：

Z????Z?cos?，Z?sin??或?X，Y??X2?Y2?tan?1?Y/X?

61. 6-Channel Decoder（6通道解码器）

取决于输入信号“Select”，本组件将信号由输入“Data”转换到6个输出通道之一（或者更多）。输入“Select”的值与组件输入参数“Select Number for Channel”相比较，如果“Select”等于其中之一或更多，则“Data”的值就输出到对应的通道去。

62. 12 Channel Multiplexor（12通道多路转接器）

本组件是一数字开关。它将编码数据源的某一路数据与输出相联。输出是一12元素的数组。 “Select”指定“Data”输出到数组的某个元素中。例如，与“Select”相联的信号是5，则输出数组的第5个元素与输入数据相等。输出数组的其它元素为0。

63. XYZ Characteristics（XYZ特性）

本组件基于输入x和y的值，输出z的值。它与“XY Characteristics”组件类似，然而采样点（x，y，z）需由外部文件输入。输出z可以等于最近的采样点的值，也可以是双线性插值得到的值。

本组件可以应用于指定设备特性、作为传递函数或者作为信号发生器等等。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/yty6.html