主动同步是一种计算机技术，一般指的是主动在两个或多个数据库、文件、模块、线程之间用来保持数据内容一致性的机制。自从1990年Pecora和Carroll提出同步以来，很多类型的同步方法在电机工程、机械振子、安全通讯保密、生物神经网络和化学耦合振荡等领域有广阔的应用前。

主动同步是一种计算机技术，一般指的是主动在两个或多个数据库、文件、模块、线程之间用来保持数据内容一致性的机制。自从1990年Pecora和Carroll提出主动同步以来，很多类型的同步方法在电机工程、机械振子、安全通讯保密、生物神经网络和化学耦合振荡等领域有广阔的应用前景，主动同步问题已经成为了非线性科学领域的热点问题之一。由于工程实践应用中，耦合参数激励混沌系统的广泛存在，因此对于这类混沌系统的同步研究显得尤为重要。虽然，应用于不同结构混沌动力系统的同步方法众多，但是大多数方法都是针对自治系统提出的，而适合非自治系统的方法却很少。

假设驱动系统是一个n维非自治系统，用微分方程描述为

其中：x(t)∈Rn为驱动系统状态变量；A是以n×n的系数矩阵；f(x(t))是系统的非线性部分。

响应系统也是一个n维非自治系统，形式为

其中：Y(t)∈Rn为响应系统状态变量；B是n×n的系数矩阵；g(y(t))是系统的非线性部分；U(t)为主动控制器。

设同步的误差变量为

则该同步方法的目标是设计一个合适的U(t)，以实现驱动系统和响应系统达到同步，即

令C=B—A，误差动力系统可写为

则驱动与响应系统间的同步问题转换为如何实现系统的渐近稳定的问题，即设计一个合适的主动控制器U(t)，使得误差动力系统在原点处渐近稳定。

设计主动控制器为

其中矩阵D∈Rn是反馈增益矩阵，将U(t)带入系统，令M=(B-D)，

则误差动力系统为

其中M∈Rn。驱动系统与响应系统之间的同步问题最终转化为确定系统的一致渐近稳定的问题。于是，根据非线性稳定性理论，对于周期系统和慢变参数系统而言，以定理的形式给出使得误差动力系统一致渐近稳定的充要条件。

定理：存在一个反馈增益矩阵D，使得矩阵M的特征值为负实数或者是具有负实部的复数，则误差动力系统为一致渐近稳定，即驱动系统与响应系统达到同步。

注：1对于周期系统和慢变参数系统而言，定理显然成立。由此可以依据Routh-Hurwitz判据和特征矩阵负定理论，确定系统达到一致渐近稳定的参数条件。

注：2以上给出的同步原则为不同系统间的主动同步，当A=B，g(y(t))=f(y(t))时，即驱动系统与响应系统为相同系统时，该方法就为主动自同步。所以该方法既适合同结构的系统也适合异结构的系统。

注：3该方法也可以实现相同系统或不同系统间的反同步。设反同步的误差变量e(t)=Y(t)+z(t)，设计一个合适的U(t)，实现驱动系统和响应系统达到反同步，即。实现驱动系统与响应系统间的主动反同步，只需在上述给出的反同步的基础上，对e(t)进行修改即可。

PLL是目前三相系统使用最普遍的相位同步方法，是一种基于反馈控制原理实现频率及相位的同步技术，一般由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器等组成一个反馈回路。鉴相器比较输入输出的相位信号；环路滤波器，典型的为一个比例—积分（PI）调节器，使相位误差最小并提供优良的信号驱动压控振荡器；压控振荡器产生输出的振荡信号。基于该原理的主动同步控制算法如图1所示。

鉴相器

2个电压矢量叉积在按照右手定则方向上的投影如式所示，进一步用两相静止坐标系αβ或两相同步旋转坐标系dq量表示为：

电压矢量的叉积可反映电压矢量之间的相位差。该相位差包括两个部分：一个为相角差；一个为频率引起的差值。同时，只有频率和相角均相等的情况下才始终为0，因此其可用于频率和相角的同步控制。

同时可见，叉积的最大值为2个电压矢量幅值的乘积。因此，为了适应不同的电压等级和PLL设计参数的一致性，可进行归一化处理。考虑到2个电压矢量要满足合闸条件，均应该在额定电压附近，故可将电压矢量的叉积除以额定电压幅值的平方V2N来作为PLL的鉴相器。而2个电压矢量的叉积，可简单采用式所示的两相静止坐标系αβ分量进行计算。αβ分量可由abc三相坐标系量通过简单的Clark变换得到。

环路滤波器与压控振荡器

环路滤波器可采用典型PI调节器，其输出ω*syn用于自动平移下垂特性曲线。而压控振荡器可由一次控制来实现，一次控制根据接收到的ω*syn相应地平移频率下垂曲线，最终改变微网电压频率和相角。

幅值同步控制

可由αβ分量计算主电网和微网电压的幅值，再通过简单的PI调节器进行偏差控制，其输出V*syn传递给一次控制，将相应地平移电压下垂曲线。由于仅需传递ω*syn和V*syn，可仅依赖低速低带宽的通信。一旦合闸后，主动同步控制的输出将会保持或缓慢转至并网运行模式的协调控制。

通信延时影响

令二次控制周期为Tsec，用一阶延迟环节分析该影响。采用设置的PI参数，Tsec从1ms变化到1s时，系统极点分布如图2所示。可见，随着通信延时的增加，有一对共轭极点进入右半平面，系统将进入不稳定状态。临界稳定时，通信延时为435ms。因此，为保证系统稳定，二次控制周期采用100ms。

机械式自动变速器(AMT)是一种由普通齿轮式自动变速器组成的有级式机械自动变速器。这种自动变速器主要由换挡操纵机构、齿轮式机械变速器和电子控制系统组成。其结构简单，工作可靠，在很多车型上得到了应用。

在传统AMT中常采用同步器，可以保证换挡时齿轮啮合不受冲击，有利于改善换挡品质，提高汽车的动力性和燃油经济性。

基于电机主动同步AMT是将电机和自动变速器集成。在该系统中，将电机的转子和变速箱的输入轴做成一根轴，变速箱的外壳与电动机的外壳用螺栓紧固在一起。整个系统结构紧凑，布置合理，能够满足换挡需求。

其控制原理是通过控制电机的转速，在由低挡换入高挡时需要降低输入轴的转速，通过电机主动降速使输入轴的转速接近输出轴的转速;当由高挡换入低挡时需要提高输入轴的转速，使其转速接近输出轴的转速，实现主动同步。通过监测输出轴的转速来控制电机的转速，以输出轴的转速作为目标转速，通过电机控制器改变频率来实现转速控制。在输入和输出轴的转速差Δω满足设定范围时则可认为符合换挡规律，进行换挡。

AMT结构如图3所示，图3M、T、PC、V、C分别代表电机、变速箱、控制器、电磁阀和气缸，整车的机械动作过程为:控制器(PC)在接收到换挡信号后，判断主动齿轮和啮合套(被动齿轮)的转速差，给电机控制器信号进行调速，使转速差符合换挡规律。在检测满足条件后给电磁阀(V)发信号使其动作，通过电磁阀的动作来控制气缸(C)的动作，使其通过连杆、拨叉来推动啮合套与主动齿轮进行啮合。

AMT换挡控制流程如图4所示。在PC采集到换挡信号后，首先PC要监测变速箱输出轴的转速ω1，以输出轴的转速ω2为目标来调节电机的转速，实时判断ω1-kω2<Δω时，认为满足换挡规律，PC向电磁阀组给出信号使相应的气路打开，压缩气体通过相应的管路进入工作气缸进行工作。在检测到相应的挡位信号后认为换挡过程结束。

电机主动加速同步过程比主动减速同步过程所需时间要长;传动比的比值相差越大，电机在调速同步过程中所需的时间越长。