PSCAD中的控制系统模块
更新时间:2024-05-29 16:47:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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。
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