PSCAD中的控制综合系统模块.docx

1. Gain（增益）

增益组件把输入信号和指定因子相乘。能够输入一个变量名替换此因子所填数字。
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、或遗忘函数。输出能够随之置为用户指定值。对此函数解法以下，基于时间常数T值。

假如T＝0，则有：

输出为：

这里：
＝输出信号；
＝输入信号；
＝增益因子（可为变量）
T＝ 时间常数；
＝时间步长。
3. Derivative with a Time Constant（带时间常数微分步骤）

微分函数决定了信号改变速率。但此模块有放大噪声趋势。为了将噪声干扰降至最小，尤其是在计算步长小而微分时间常数大情况下，可能需要给它加一个噪声滤波器。
4. Lead-Lag（前导延迟步骤）

本组件模拟了一个带增益前导延迟函数，它输出可随时由用户重置为指定值。最大最小输出限制内部指定。
对此函数解法基于时间常数和，过程以下所表示：

假如，则类似和PI控制器：

假如且，则类似和增益步骤：

输出为：

这里：
＝输出信号；
＝输入信号；
＝增益因子（可为变量）；
＝时间常数（可为变量）；
＝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，这里输出能够在任何时候重置成用户规格化值。输入信号在被处理之前和增益因子G（t）成百分比。时域算法基于梯形法。
本函数解法以下：

那么输出就为：

这里：
＝输出信号；
＝输入信号；
＝增益因子（可变）；
T＝时间常数（可变）；
＝时间步长。
6. Delay Function（延迟函数）

延迟函数模拟了拉氏表示式，这里T是延迟时间，s是拉氏算子。输入信号置于队列中，伴随时间推进，信号值移入队列尾部并放置到输出line上。
假如延迟时间大得超出了时间步长，则队列可能会变得过于庞大。为了避免出现这么情况，采取了抽样方法。在指定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，在满足降低存放空间前提下，同时还必需确保采样数量对于保持延迟信号精度来说是足够。因为输出阶梯特征，需要引入一个额外大为为时延/(2*N)延迟。用以赔偿内部轻微降低延迟时间效应。假如需要话，能够采取一截延迟步骤来对延迟步骤输出进行滤波，以平滑抽样所造成阶梯效应。
7. Square（平方）

本组件将输入信号和其本身相乘。
8. Square Root（平方根）

本组件计算输入算术平方根。每个正数全部有两个平方根，一个为正一个为负，算术平方根定义为正那个平方根值。在实数域中，平方根对负数全部没有定义，所以要求输入必需为正。本组件负输入时输出为零。
9. Absolute Value（绝对值）

本组件给出输入信号绝对值。
10. Trigonometric Functions（三角函数）

Standard trigonometric functions.
  本组件实现标准三角函数功效。Tan函数在时奇异，所以应避免输入这些值。而ArcSin和ArcCos要求输入值域范围为[-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频率响应。其能够产生指定频率脉冲序列。在对控制系统进行分析之前，为了使得暂态响应逐步变弱，需要使用部分脉冲经过控制系统。当然频率能够置零，仅发送一个脉冲给控制系统，即能够观察到频率响应。
假如使用插值法，此组件在每生成一个脉冲同时也生成了插值信息。对应于脉冲正确时间插值时间非零，以确保脉冲不管何时全部不会落在时间步长坐标上。这就有效祛除了组件对设备步长依靠性，即使时间步长增加也能保持精度。 
12. Generic Transfer Function（通用传输函数）

此传输函数由三段直线组成，有两个交点（LI, LO）和（UI, UO），是一分段连续函数。假如所需多于三段直线话，能够采取XY Transfer Function组件
13. Limiting Function（限制函数）

限制函数或“硬性限制器”在输入信号落入其最高和最低限值之内时输出输入信号。假如信号超出了限值，输出值就停留在限值上。
14. Non-Linear Gain（非线性增益）

非线性增益组件用以强化或弱化大信号波动。当输入信号在一指定区域中时，采取“低增益”。假如输入信号离开这一区域，则给以“高增益”。此传输函数是连续，所以信号在从一个增益变为另一个增益时，不会出现跳变。
15. Single Input Comparator（单输入比较器）

本组件输出两个值，取决于输入信号是高于还是低于输入门槛值。假如许可插值兼容性话，则可输出由器件生成插值信息（即输入信号刚好过门槛值确实切时间点）。利用了插值后，本组件甚至在较大时间步长时仍能保持精度。
16. Down Ramp Transfer Function（下降斜坡函数）

本组件伴随输入信号增大将其输出依据斜坡规律从指定值降到零。斜坡开始点和终点需指定。
17. Rate Limiting Function（比率限制函数）

百分比限制器在输入信号改变率不超出指定限值时，输出输入信号。假如改变比率超出了限值，则输出将超前或落后于输入，以确保改变比率在限定范围内。
18. Up Ramp Transfer Function（上升斜坡函数）

本组件伴随输入信号增大将其输出按斜坡规律从0增加到指定值。开始爬坡和结束爬坡输入点需提前指定。
19. Signal Generator（信号发生器）

信号发生器能够输出三角波或方波。占空周期能够改变以调整输出波形状。在生成方波时若采取了插值法，当输出改变时，组件将会把生成插值信息输出。这些例程中，插值时间表示了正确信号改变时间。采取插值法时组件能在使用很大时间步长时保持精度。
20. Edge Detector（边缘检测器）

本组件将目前输入和前一步长输入进行比较，输出结果就取决于目前输入是高于、等于或低于前一步长输入。假如输入在步长内发生了改变，组件就成了边缘检测器。假如输入是连续话，则组件就成了斜率探测器。
注意是，输出结果是经过填写选项卡提前指定。
21. Logarithmic Functions（对数函数）

本组件是标准对数函数。输出输入信号对数。或以10为底数，或以自然对数e为底数。
22. Exponential Functions（指数函数）

此组件输出输入信号指数，底数为10或e。
23. 2nd Order Complex Pole with Gain（二阶带增益复极点）

本组件有9种二阶滤波器形式：
1. 低通；
2. 中通；
3. 高通；
4. 高阻；
5. 中阻；
6. 低阻；
7. 高阻；
8. 中阻；
9. 低阻。
低于特征频率定义为低频，在特征频率周围定义为中频，高于定义为高频。函数7型、8型和9型除了需要对经过频率上半部分有180°相移，它们分别和4、5和6相同。滤波器类型由输入参数“Function Code”所决定，它下列菜单有1到9可供选择。
24. Timer（定时器）

假如输入信号F低于定时器触发门槛值。一段延时后，定时器输出等于ON值。此值会输出“Duration ON”秒。以后，输出仍然保持ON值，只要输入F低于定时器触发门槛值。若输入F高于定时器触发门槛值，则输出Off值。
25. Range Comparator（范围比较器）

本组件能确定输入信号在三个区域中哪个，然后输出和此区域对应值。这三个区域是经过定义下限和上限来确定下来。第一区域低于限值，第二个区域在两个限值之间（包含限值点），第三个区域高于上限值。 
假如第一区域和第三区域生成值相同，则此组件就成了带宽探测器，其输入若在两个限值之间输出一个值，输入在限值之外输出另一个值。
26. Surge Generator（浪涌发生器）

本组件生成一个浪涌波形。波形由四个输入参数确定，分别是“start of the up slope”、“end of the up slope”、“start of the down slope”和“end of the down slope”。在“start of the up slope”之前输出为0，在“end of the up slope”和“start of the down slope”之间输出峰值。
27. Two Input Comparator（两输入比较器）

本组件比较两个输入。假如其中一个信号和另一个相交，则输出一个脉冲，假如一个信号高于另一个，则输出一个水平输出，具体输出什么取决于指定输出类型。假如应用了插值法，则本组件会生成插值信息（即两个信号相交确实切时间）并输出。此时，本组件对较大时间步长仍能保持精度。
28. PI Controller（PI控制器）

本组件实现了百分比积分功效（即输出是输入信号百分比和积分增益和）。积分功效时域计算采取是梯形或矩形积分。在选择了“Integration Method | Rectangular”以后，可能会使用插值法。若使用了插值法，则对指定时间步长计算积分时，会将插值时间和信号极性全部考虑在内。
29. Integrator（积分器）

本组件是无饱和限值可重置积分器。它是控制系统功效基础组成模块之一，能够使用梯形或矩形积分方法来求解。经过在输入“Clear”处填入一个非零整数，可将积分器输出置为定义非零整数值。假如时间常数绝对值小于10-20，则将其定义为默认值1.0。
假如选择了“Integration Method | Rectangular”，则可能用到插值法。若使用了插值法，则对指定时间步长计算积分时，会将插值时间和信号极性全部考虑在内。另外，当组件 “Clear”有输入时，也可能用到插值法。假如是这么话，将使用插值信息确定重置具体时间点，然后计算重置以后下一时间步长确实切输出值。
30. AM/FM/PM Function（幅值、频率和相位调制功效）

本组件有三个输入：频率（Freq）、相位（Phase）和幅值（Mag）。Freq和时间结合，然后规格化为-2π到+2π之间某值。Phase和之相加，其和作为Sine或Cosine函数自变量。最终结果乘以Mag，最终给予输出。
假如频率和相位为常数，则输出就是输入Mag幅值调制。假如相位和幅值为常数，则输出就是输入Freq频率调制。假如频率和幅值是常数，则输出就是输入Phase相位调制。
控制全部三个输入实际例子就是电源模型。幅值信号用以加速电源开启；频率信号能够调整得紧跟系统频率改变；而幅值信号能够用来控制电源发出功率大小。
  本组件还能够作为正弦波发生器单独使用。
31. Counter（计数器）

本组件在收到正输入时，能够改变本身状态至相邻更高状态。当输入负值时，它改变本身状态到相邻较低状态。通常增加或减小输出为1。
假如计数器在它最高（最低）限制上，若再收到上调（下调）信号，可能会出现两种情况。第一，计数器忽略这一请求，什么也不做，对应于选择“Limit Type | Sticky”。第二，计数器改变它输出到最低（最高）限制，对应于选择“Limit Type | Circular”。
还有一个选择就是将计数器重置到它初始状态。
32. Divider（除法器）

除法器用来将两个信号相除。为了避免分母为零，分母内部限制为大于1.0-10，或小于-1.0-10。
33 Summing/Difference Junction（和/差连接点）

本组件许可电路设计者将多个信号进行线性合并。连接点上限输入7路信号。每一路输入能够是加到总和上，也能够是从中减去。
34. Multiplier（乘法器）

本组件用于将两路信号相乘。
35. Maximum/Minimum Functions（求最大/最小）

本组件许可电路设计者从几路输入信号中选择最大或最小值。最多能够输入7路信号。
36. Two Input Selector（两输入选择器）

本组件输出或为A路，或为B路，取决于Ctrl值。
37 On-Line Frequency Scanner (FFT)（在线频率扫描仪FFT分析）

本组件是一个在线快速傅立叶转换器，能够确定作为时间函数输入信号谐波幅值和相位。在输入信号被分解成各个谐波分量之前要优异行采样。
能够选择使用1、2或3路输入。当选择3路输入时，组件能够提供序组件形式输出。
用户能够选择以下FFT模块类型：
l 1-phase：标准一相FFT。输入经处理后将提供基频幅值和相角和它谐波（包含直流分量）；
l 2-phase：和单一模块1-phase FFT没有差异，保持了结构紧凑性和组织性；
l 3-phase：和上类似，仅仅是将三个1-phase FFTs合并到一个模块中；
l +/-/0 Seq：将采取三相输入：XA、XB和XC，经过定序器计算FFT原始输出，计算后结果有基频分量正序、负序和零序幅值和相位，和各次谐波。还输出每相直流分量。
序分析组件基于以下转换方程：

注意：本组件处理是工频信号（经典是50Hz或60Hz），不能用来处理高频信号。
38. Interpolating Sampler（插值采样器）

本组件对输入连续信号进行离散采样，并保持输出在采样结果上直至下一个采样点。采样由指定采样频率触发（或输入脉冲序列触发）。
对于外来脉冲所触发采样，为了便于进行插值或非插值采样需要有第二个脉冲输入。对于非插值脉冲，输入是标量，而对于插值脉冲，输入是一个两元素数组。
39. XOR Phase Difference（异或相位差）

本组件计算两个时变输入信号A和B异或相位差。当两个输入符号相反时，它将有一个非零输出。输出符号取决于相位超前输入。信号平均值为两个输入信号之间相位差。为了使得结果有意义，输出必需是在-1到+1之间平滑地改变。结果乘以180°就是角度输出，乘以p就是弧度输出。
40. Voltage Controlled Oscillator（电压控制振荡器）

本组件生成了一个斜坡输出th，它改变率在任何时候全部正比于输入Vc幅值。
输出斜坡限制在（-2p，2p），一旦结果达成2p (或-2p)，就将它重置为0.0。常数输入信号1.0输出：用时1s从0.0改变至2p。输出cos(th) 和sin(th)基于th值分别输出cosine和sine函数值。
41. Three-Phase PI-Controlled Phase Locked Loop（三相PI控制锁相环）

本组件生成一个从0°改变到360°斜坡信号theta，相位上和输入电压Va同时或锁相。当输出数量为1时，输出是Va相位，当输出数量为6时，theta第一个元素为Va相位，第二个元素代表相位和第一个相差60°；当输出数量选择为12时，两个相邻元素见就差30°。
锁相步骤作用，将正弦电压信号转换为一斜坡信号（0°～360°），二者信号对应点相位相同，从而就得到了电压信号实时相位信息。
  使用相量技术生成斜坡输出。此技术揭示了三角函数乘法特征，能够用来形成一个误差信号以加速或减速锁相振荡器，从而匹配输入信号相位。相位误差信号转换成“度”后作为输出变量。输入信号频率作为内部变量，变量名填入“Name for Tracked Frequency”
42. Variable Frequency Sawtooth Generator（变频锯齿波发生器）

本组件生成一个锯齿波，其频率能够和输入频率信号幅值成百分比改变。
43. Harmonic Distortion Calculator（谐波畸变计算器）

本组件依据下式计算输入信号全部谐波或单个谐波畸变程度。

这里N由输入参数“Number of Harmonics”所给定。
本组件能够用来对组件“On-Line Frequency Scanner (FFT)”进行优化设计。
44. Nth Order Transfer Function（第N阶传输函数）

本组件模拟了一个高阶传输函数。解法基于状态变量。输入组件是传输函数系数和状态变量初始值。求解能够采取简化或非简化梯形法。
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）Butterworth/Chebyshev滤波器。它模拟了标注低通、带通、高通和带阻Butterworth/Chebyshev滤波器。
46. XY Characteristics（XY特征）

本组件实质上是一个分段线性化查找表，XY坐标点能够指定。它能够有不一样用途包含指定设备特征、作为传输函数或作为信号发生器等等。
47. Binary ON Delay（二元条件延迟）

它是一标准二元条件延迟组件。若输入变高，在经过用户指定时间后，若输入还保持高位话，则输出就变高。也可用到“Timed ON/OFF Logic Transition”组件。假如应用插值法，则组件会将插值信息（即确切过零点）给予输出。
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，然后按指定时间间隔和输入整数改变量递增输出。
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、边缘触发单稳态多频振荡器。在打开后，输入正边缘将造成输出走高，并维持高位一段设定时间（脉冲连续时间）。假如在设定时间结束前，输入再次走高，则再次触发单稳态，而且在新高正边缘以后维持高位一段设定时间。
  假如使用了插值法，则组件生成插值信息并输出。输出插值时间基于输入插值时间、用户输入延迟和仿真时间步长。当采取了完全插值时，本组件即使在很大时间步长下也能保持很高精度。
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。含有正一阶导数输入过零点生成一个时间步长“1”输出。含有负一阶导数输入过零点生成一个时间步长“-1”输出。其它时间输出为0。
假如使用了插值法，组件就生成插值信息（即确切过零点时间）并给予输出。
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。用户能够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，延迟输出在指定延迟时间后也将重现。
本组件模拟了一个标准二元延迟定时器（即在输出走高之前它必需满足输入走高，并维持了指定延迟时间才行）。
假如使用了插值法，组件就生成插值信息（即确切过零点时间）并给予输出。输出插值时间基于输入插值时间、用户输入延迟和仿真时间步长。当采取了完全插值时，本组件即使在很大时间步长下也能保持很高精度。
53. Non-Linear Transfer Characteristic（非线性转移特征）

本组件经过直线分段迫近模拟了非线性转移特征。X轴参数从X1增加XN。这两点之间输出由两点之间插值所决定。小于X1或大于XN输出，由临近这两点直线延长线所确定。
54. 2nd Order Transfer Functions（二阶传输函数）

本组件能够实现以下6种二阶传输函数：
1. 高通；
2. 中通；
3. 低通；
4. 低阻；
5. 中阻；
6. 高阻。
低于特征频率定义为低频，在特征频率周围定义为中频，高于定义为高频。依据用户选择经过频率指定不一样传输函数。
55. abc to dq0 Transformation（abc到dq0转换）

本组件实现了三相abc到dq0转换，或反之转换，所依据是以下公式：
abc转换为dq0:

dq0转换为abc：

56. Sample and Hold（采样保持器）

本模块运算 相当直接。当hold为0时，输入in直接输出。当hold为1时，输出保持在它上一个输出状态上。当有2个hold输入时，两个信号全部必需为1才能使得输出保持。
57. Array Product（数组中全部元素乘积

本组件将全部输入数组元素联合乘积给予输出，输出结果是标量。公式以下：

这里，n是输入数据信号数组维数。需要注意是，组件输入假定其数据信号维数为和输入相联数组维数。
58. Array Sum（数组中全部元素和）

本组件将全部输入数组元素之和给予输出，输出结果是标量。公式以下：

这里，n是输入数据信号数组维数。需要注意是，组件输入假定其数据信号维数为和输入相联数组维数。
59. Angle Resolver（角度转换）

本组件将输入信号由度转换为弧度，或由弧度转换为度。输出范围能够选择[0, 2π]或[-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，所基于公式以下所表示：

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（或更多）。输入“Select”值和组件输入参数“Select Number for Channel”相比较，假如“Select”等于其中之一或更多，则“Data”值就输出到对应通道去。
62. 12 Channel Multiplexor（12通道多路转接器）

本组件是一数字开关。它将编码数据源某一路数据和输出相联。输出是一12元素数组。 “Select”指定“Data”输出到数组某个元素中。比如，和“Select”相联信号是5，则输出数组第5个元素和输入数据相等。输出数组其它元素为0。
63. XYZ Characteristics（XYZ特征）

本组件基于输入x和y值，输出z值。它和“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能够等于最近采样点值，也能够是双线性插值得到值。
本组件能够应用于指定设备特征、作为传输函数或作为信号发生器等等。