PSCAD中的控制系统模块.docx
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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.DifferentialLagorForgettingFunction（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。
如果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.DerivativewithaTimeConstant（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和，过程如下所示：
如果，则类似与PI控制器：
如果且，则类似与增益环节：
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.RealPole（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：
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.DelayFunction（延迟函数）
延迟函数模拟了拉氏表达式，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，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.SquareRoot（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.AbsoluteValue（绝对值）
本组件给出输入信号的绝对值。
10.TrigonometricFunctions（三角函数）
Standardtrigonometricfunctions.
本组件实现标准的三角函数功能。
Tan函数在时奇异，因此应避免输入这些值。
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.ImpulseGenerator（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。
12.GenericTransferFunction（通用传递函数）
此传递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。
如果所需多于三段直线的话，可以采用XYTransferFunction组件
13.LimitingFunction（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。
如果信号超出了限值，输出值就停留在限值上。
14.Non-LinearGain（非线性增益）
非线性增益组件用以强化或弱化大的信号波动。
当输入信号在一指定的区域中时，采用“低增益”。
如果输入信号离开这一区域，则给以“高增益”。
此传递函数是连续的，因此信号在从一个增益变为另一个增益时，不会出现跳变。
15.SingleInputComparator（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的门槛值。
如果允许插值兼容性的话，则可输出由器件生成的插值信息（即输入信号刚好过门槛值的确切时间点）。
运用了插值后，本组件甚至在较大的时间步长时仍能保持精度。
16.DownRampTransferFunction（下降斜坡函数）
本组件随着输入信号的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.RateLimitingFunction（比率限制函数）
比例限制器在输入信号的变化率不超过指定的限值时，输出输入信号。
如果变化的比率超出了限值，则输出将超前或落后于输入，以确保变化的比率在限定的范围内。
18.UpRampTransferFunction（上升斜坡函数）
本组件随着输入信号的增大将其输出按斜坡规律从0增加到指定的值。
开始爬坡和结束爬坡的输入点需提前指定。
19.SignalGenerator（信号发生器）
信号发生器可以输出三角波或者方波。
占空周期可以改变以调整输出波的形状。
在生成方波时若采用了插值法，当输出变化时，组件将会把生成插值信息输出。
这些例程中，插值时间表示了精确的信号变化时间。
采用插值法时组件能在使用很大的时间步长时保持精度。
20.EdgeDetector（边缘检测器）
本组件将当前输入与前一步长的输入进行比较，输出结果就取决于当前输入是高于、等于或者低于前一步长的输入。
如果输入在步长内发生了变化，组件就成了边缘检测器。
如果输入是连续的话，则组件就成了斜率探测器。
注意的是，输出结果是通过填写选项卡提前指定的。
21.LogarithmicFunctions（对数函数）
本组件是标准的对数函数。
输出输入信号的对数。
或者以10为底数，或者以自然对数e为底数。
22.ExponentialFunctions（指数函数）
此组件输出输入信号的指数，底数为10或者e。
23.2ndOrderComplexPolewithGain（二阶带增益的复极点）
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。
函数7型、8型和9型除了需要对通过频率的上半部分有180°的相移，它们分别与4、5和6相似。
滤波器的类型由输入参数“FunctionCode”所决定，它的下列菜单有1到9可供选择。
24.Timer（定时器）
如果输入信号F低于定时器的触发门槛值。
一段延时后，定时器的输出等于ON的值。
此值会输出“DurationON”秒。
此后，输出依然保持ON的值，只要输入F低于定时器的触发门槛值。
若输入F高于定时器的触发门槛值，则输出Off的值。
25.RangeComparator（范围比较器）
本组件能确定输入信号位于三个区域中的哪个，然后输出与此区域对应的值。
这三个区域是通过定义下限和上限来确定下来的。
第一区域低于限值，第二个区域位于两个限值之间（包括限值点），第三个区域高于上限值。
如果第一区域和第三区域生成的值相同，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.SurgeGenerator（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“startoftheupslope”、“endoftheupslope”、“startofthedownslope”和“endofthedownslope”。
在“startoftheupslope”之前输出为0，在“endoftheupslope”和“startofthedownslope”之间输出峰值。
27.TwoInputComparator（两输入比较器）
本组件比较两个输入。
如果其中一个信号与另一个相交，则输出一个脉冲，如果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的输出类型。
如果应用了插值法，则本组件会生成插值信息（即两个信号相交的确切时间）并输出。
此时，本组件对较大的时间步长仍能保持精度。
28.PIController（PI控制器）
本组件实现了比例积分的功能（即输出是输入信号比例和积分增益的和）。
积分功能的时域计算采用的是梯形或矩形积分。
在选择了“IntegrationMethod|Rectangular”之后，可能会使用插值法。
若使用了插值法，则对指定的时间步长计算积分时，会将插值时间和信号极性都考虑在内。
29.Integrator（积分器）
本组件是无饱和限值可重置的积分器。
它是控制系统功能的基本构成模块之一，可以使用梯形或者矩形积分方法来求解。
通过在输入“Clear”处填入一个非零整数，可将积分器的输出置为定义的非零整数值。
如果时间常数的绝对值小于10-20，则将其定义为默认值1.0。
如果选择了“IntegrationMethod|Rectangular”，则可能用到插值法。
若使用了插值法，则对指定的时间步长计算积分时，会将插值时间和信号极性都考虑在内。
另外，当组件的“Clear”有输入时，也可能用到插值法。
如果是这样的话，将使用插值信息确定重置的具体时间点，然后计算重置之后的下一时间步长的确切输出值。
30.AM/FM/PMFunction（幅值、频率和相位调制功能）
本组件有三个输入：
频率（Freq）、相位（Phase）和幅值（Mag）。
Freq与时间结合，然后规格化为-2π到+2π之间的某值。
Phase与之相加，其和作为Sine或Cosine函数的自变量。
最终的结果乘以Mag，最后予以输出。
如果频率和相位为常数，则输出就是输入Mag的幅值调制。
如果相位和幅值为常数，则输出就是输入Freq的频率调制。
如果频率和幅值是常数，则输出就是输入Phase的相位调制。
控制全部三个输入的实际例子就是电源模型。
幅值信号用以加速电源的启动；频率信号可以调整得紧跟系统频率的变化；而幅值信号可以用来控制电源发出的功率大小。
本组件还可以作为正弦波发生器单独使用。
31.Counter（计数器）
本组件在收到正的输入时，可以改变自身的状态至相邻的更高状态。
当输入负值时，它改变自身状态到相邻的较低状态。
通常增加或减小的输出为1。
如果计数器在它的最高（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“LimitType|Sticky”。
第二，计数器改变它的输出到最低（最高）限制，对应于选择“LimitType|Circular”。
还有一个选择就是将计数器重置到它的初始状态。
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，分母的内部限制为大于1.0-10，或小于-1.0-10。
33.Summing/DifferenceJunction（和/差连接点）
本组件允许电路设计者将几个信号进行线性合并。
连接点的上限输入7路信号。
每一路输入可以是加到总和上，也可以是从中减去。
34.Multiplier（乘法器）
本组件用于将两路信号相乘。
35.Maximum/MinimumFunctions（求最大/最小）
本组件允许电路设计者从几路输入信号中选择最大或最小值。
最多可以输入7路信号。
36.TwoInputSelector（两输入选择器）
本组件的输出或为A路，或为B路，取决于Ctrl的值。
37.On-LineFrequencyScanner（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，可以确定作为时间函数的输入信号的谐波幅值和相位。
在输入信号被分解成各个谐波分量之前要先进行采样。
可以选择使用1、2或3路输入。
当选择3路输入时，组件可以提供序组件形式的输出。
用户可以选择以下FFT模块类型：
l1-phase：
标准的一相FFT。
输入经处理后将提供基频的幅值和相角以及它的谐波（包括直流分量）；
l2-phase：
与单一模块的1-phaseFFT没有差别，保持了结构的紧凑性和组织性；
l3-phase：
与上类似，仅仅是将三个1-phaseFFTs合并到一个模块中；
l+/-/0Seq：
将采用三相输入：
XA、XB和XC，通过定序器计算FFT的原始输出，计算后的结果有基频分量的正序、负序和零序的幅值和相位，以及各次谐波。
还输出每相的直流分量。
序分析组件基于以下转换方程：
注意：
本组件处理的是工频信号（典型的是50Hz或60Hz），不能用来处理高频信号。
38.InterpolatingSampler（插值采样器）
本组件对输入的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。
采样由指定的采样频率触发（或输入脉冲序列触发）。
对于外来脉冲所触发的采样，为了便于进行插值或非插值的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，输入是一个两元素的数组。
39.XORPhaseDifference（异或相位差）
本组件计算两个时变的输入信号A和B的异或相位差。
当两个输入符号相反时，它将有一个非零输出。
输出的符号取决于相位超前的输入。
信号的平均值为两个输入信号之间的相位差。
为了使得结果有意义，输出必须是在-1到+1之间平滑地变化。
结果乘以180°就是角度输出，乘以p就是弧度输出。
40.VoltageControlledOscillator（电压控制振荡器）
本组件生成了一个斜坡输出th，它的变化率在任何时候都正比于输入Vc的幅值。
输出斜坡限制在（-2p，2p），一旦结果达到2p（或-2p），就将它重置为0.0。
常数输入信号1.0的输出：
用时1s从0.0变化至2p。
输出cos（th）和sin（th）基于th值分别输出cosine和sine函数值。
41.Three-PhasePI-ControlledPhaseLockedLoop（三相PI控制的锁相环）
本组件生成一个从0°变化到360°的斜坡信号theta，相位上与输入电压Va同步或锁相。
当输出数量为1时，输出的是Va的相位，当输出数量为6时，theta的第一个元素为Va的相位，第二个元素代表的相位与第一个相差60°；当输出数量选择为12时，两个相邻元素见就差30°。
锁相环节的作用，将正弦电压信号转换为一斜坡信号（0°～360°），两者信号对应点的相位相同，从而就得到了电压信号的实时相位信息。
使用相量技术生成斜坡输出。
此技术揭示了三角函数乘法的特征，可以用来形成一个误差信号以加速或减速锁相振荡器，从而匹配输入信号的相位。
相位误差信号转换成“度”后作为输出变量。
输入信号的频率作为内部变量，变量名填入“NameforTrackedFrequency”
42.VariableFrequencySawtoothGenerator（变频锯齿波发生器）
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.HarmonicDistortionCalculator（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。
这里N由输入参数“NumberofHarmonics”所给定。
本组件可以用来对组件“On-LineFrequencyScanner（FFT）”进行优化设计。
44.NthOrderTransferFunction（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.NthOrderButterworth/ChebyshevFilter（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.XYCharacteristics（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.BinaryONDelay（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“TimedON/OFFLogicTransition”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.SequentialOutput（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.RandomNumberGenerator（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.MonostableMultivibrator（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.ZeroCrossingDetector（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.TimedON/OFFLogicTransition（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-LinearTransferCharacteristic（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。
54.2ndOrderTransferFunctions（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.abctodq0Transformation（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:
dq0转换为abc：
56.SampleandHold（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.ArrayProduct（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：
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.ArraySum（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：
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.AngleResolver（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/RectangularCoordinateConverter（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：
61.6-ChannelDecoder（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“SelectNumberforChannel”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。
62.12ChannelMultiplexor（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
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