PSIM仿真软件高级应用——C语言动态链接库编写和调用

1 软件平台的安装和基础知识

PSIM

 PSIM9.0.3.400_x32

Visual Studio C++

VC6.0只能安装在Win-XP上；VC2010只能安装在Win7和Win-XP；VC2012只能安装在Win8及更高Win系统。考虑电脑操作系统的通用性和普遍性本教程选用VC2010版本软件平台。

C语言知识

C语言语法和常用编程流程；子函数的调用和申明；重点掌握C语言中数组、指针、结构体、共用体等应用；养成良好的编程习惯和变量命名习惯。

2 了解PSIM软件及其简单应用

（1）新建仿真文件File->New;

（2）重点掌握调用系统自带的元件Elements->……，了解常用元件的设置和使用；

电力电子系统仿真常用的元器件包括：电阻、电容、电感、变压器、电机、各种交直流电源、逻辑门、IGBT、晶闸管、二极管、数学计算模块（加减乘除和三角函数等）、常用的数字控制和S域模块、传感器和仪表等，具体的使用详见文档《PSIM User Manual》和软件自带的例子。

    （3）仿真时间和步长设置Simulate->Simulation Control，主要设置Time step（一般设置1us）和Total time。

（4）运行仿真文件Simulate->Run Simulation；

（5）通过对系统自带的例子了解常用元器件的使用和设置，也可以了解一些经典电路的原理；

    （6）通过例子的学习和了解可以尝试将例子中《space vector pwm》两电平逆变器五段法SVPWM仿真修改成七段法SVPWM仿真，同时也能加深对空间矢量算法原理的理解。

3 PSIM仿真高级应用

3.1静态链接库和动态链接库（DLL）应用

静态链接库就是常说的lib文件，用户可以将常用的C语言子函数封装成静态库文件，以便建立动态DLL文件是直接调用，也有利于代码的归档和保存；动态链接库文件就是常说的DLL文件，用户可以将原理图电路难以实现的功能或者控制算法（比如变流器设备闭环控制算法、电机控制算法等）用C语言编写，通过编写生成DLL文件，通过PSIM软件提供的DLL Block模块直接调用，仿真更加灵活，仿真速度也大大提高，并且编写的C语言控制算法几乎可以完全移植到DSP等CPU中运行，验证了算法程序的准确性。

3.1.1建立静态链接库步骤

（1）打开Microsoft Visual Studio 2010软件，新建->项目->(已安装模板Visual C++)Win32->Win32控制台应用程序；

（2）输入库文件名（不能出现汉字等符号）、选择路径->确定->下一步->选择“静态库’，附加选项中去掉”预编译头“的对号->完成；

（3）向新建项目中添加子函数的c源文件和h文件->保存，界面如下图所示；

（4）C源文件和H文件添加完后的效果如下：

（5）生成->编译，生成.lib文件，lib文件自动保存在debug目录下。

3.1.2建立动态链接库步骤

（1）新建->项目->(已安装模板Visual C++)Win32->Win32项目；

（2）输入项目文件名、选择路径->确定->下一步->选择“DLL’，附加选项中选”空项目“->完成；

（3）添加主函数的c源文件和h文件（例如静态库文件中所有子函数的申明MyFunction.h）->保存，此过程和静态库文件中c和h文件添加类似，添加完成后效果如图

（4）将C子函数程序生成的静态链接库文件MyFunction.lib复制到DLL项目目录下；

   （5）项目->项目属性->链接器->常规->附加库目录->添加项目路径；

（6）项目->属性->链接器->输入->附加依赖项->点击编辑->输入MyFunction.lib，或者此项不设置，在主程序顶端输入语句#pragma comment (lib,"MyFunction.lib")。

（7）生成->重新生成项目名称，编译后得到DLL文件在文件夹debug下。

3.1.3主程序框架

主程序中参数说明：__declspec(dllexport) void simuser (t, delt, in, out)

t：仿真的实时时间，与仿真软件执行过程相对应，一般不用修改；

delt：仿真步长，其大小为Simulate->Simulation Control中的 Time step。

in：DLL的输入数组，对应PSIM软件中DLL模块（Elements->other->Function Blocks->DLL Block(n input)，当然常用模块最大引脚数是25个，如需更多引脚可调用General DLL Block，其引脚数可以设定为任意数）输入引脚。

可以通过修改上图中红色椭圆里的程序，完成自己的控制算法，请认真读懂此处给出的主程序框架，实际该框架已经完成了模拟量的数字采样和算法运算，然后通过out数组输出，已经可以等效成一个DSP的中断子程序，这样仿真用的C语言程序几乎可以百分之百的移植到DSP中，缩短了算法的调试过程和准确性验证。

out：DLL模块的输出，也是一个数组。

进行仿真时应将生成的DLL文件和PSIM文件在同一个文件夹里，且将DLL文件的名字和PSIM模块中DLL模块的名字一致。

3.1.4思考和改进

想要把仿真做的更加和实际贴近，该程序框架还有哪些可以改进？如何将三角载波以及DSP中的比较、行为动作等添加到此程序框架中，使得PSIM文件中元件更少仿真速度更快？

比较理想的三电平PWM整流器仿真平台（所有算法全部在DLL中进行，PSIM仅仅搭建一个主功率电路）

3.1.5练习和设计

（1）利用PSIM软件平台搭建一个三相电压源给一个三相阻感负载供电的电路仿真，并对三相负载电流进行Clark变换，要求<1>Clark变换由PSIM软件自带的库元件计算实现；<2>Clark变换由调用PSIM自带的abc-alpha/beta模块实现；<3>Clark变换的算法在DLL文件中实现，并对这三种实现方法的结果进行对比。

    （2）利用PSIM软件搭建一个两电平逆变器七段式SVPWM调至算法的仿真，并且对逆变器输出电压和电流进行傅立叶分析，要求两电平主电路部分由PSIM软件自带的元件组成，SVPWM算法由DLL动态链接库完成，了解逆变输出电压电流的THD参数等。如有疑问可以在文后留言，尽量做到有问必答。

PS:由于时间和精力有限，可能有很多表述不当之处，请大家指正。另外，大家有感兴趣的话题（比如仿真工具的使用及变流器C语言算法仿真、异步电机VF控制和矢量控制、电励磁同步电机矢量控制等）可以在文后留言或邮件的形式告知，尽量做到有问必答。欢迎和感谢大家的关注和转发，更欢迎大家投稿。

（来源：电力电子及电机控制）

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