角速度

當(dāng)圓的半徑相同時，圓心角θ越大，它所對應(yīng)圓的弧越長，二者成正比.因此可以用弧長與半徑的比值表示圓心角的大小。

例如，弧長是0.12m，半徑是0.1m，那么θ=0.12m÷0.1m=1.2.

弧長與半徑的單位都是米，在計算二者之比時要消掉.為了表述的方便，我們“給”θ一個單位：弧度，用符號rad表示。這樣，上面計算得到的角θ就是1.2弧度，記為θ=1.2rad.

對于一個圓，θ=2πrad=360°，則

角位移的單位是rad，角速度的單位是s^-1或rad/s.

角坐標(biāo)φ和角位移Δφ不是矢量。令Δt→0，則角位移Δφ以零為極限，稱為無限小角位移。無限小角位移忽略高階無窮小量后稱為微分角位移，記為dφ.可以證明，dφ是矢量.進而，角速度ω=dφ/dt也是矢量。

角速度ω是偽矢量。 右手系改為左手系時，角速度反向.其本質(zhì)是二階張量（Ω），而一般矢量的本質(zhì)是一階張量，因此，矢量是角速度的簡便表達，張量是角速度的準(zhǔn)確表達。 2100433B

設(shè)一質(zhì)點在平面Oxy內(nèi)，繞質(zhì)點O作圓周運動.如果在時刻t，質(zhì)點在A點，半徑OA與Ox軸成θ角，θ角叫做角位置.在時刻t Δt，質(zhì)點到達B點，半徑OB與Ox軸成θ Δθ角。就是說，在Δt時間內(nèi)，質(zhì)點轉(zhuǎn)過角度Δθ，此Δθ角叫做質(zhì)點對O點的角位移。角位移不但有大小而且有轉(zhuǎn)向。一般規(guī)定沿逆時針轉(zhuǎn)向的角位移取正值，沿順時針轉(zhuǎn)向的角位移取負值。

角位移Δθ與時間Δt之比在Δt趨近于零時的極限值為

ω叫做某一時刻t質(zhì)點對O點的瞬時角速度（簡稱角速度）。

角速度是矢量。按右手螺旋定則，大拇指方向為ω方向.當(dāng)質(zhì)點作逆時針旋轉(zhuǎn)時，ω向上；作順時針旋轉(zhuǎn)時，ω向下。

設(shè)線速度為v，取圓心為原點，設(shè)位矢（位置矢量）為r，則

v=ω×r

該式可以作為角速度這個物理量的普遍定義式。

當(dāng)電機功率限定時，指電機接到電壓為額定值的106%的電源時，滿載荷轉(zhuǎn)頭所產(chǎn)生的角速度。

中文名稱

最大角速度

英文名稱

maximum angular velocity

定　　義

當(dāng)電機功率限定時，指電機接到電壓為額定值的106％的電源時，滿載荷轉(zhuǎn)頭所產(chǎn)生的角速度。

應(yīng)用學(xué)科

機械工程（一級學(xué)科），實驗室儀器和裝置（二級學(xué)科），實驗室離心機-實驗室離心機一般名詞（三級學(xué)科）

采用分層控制策略，提出基于主動轉(zhuǎn)向和差動制動的汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制過程；研究基于主動轉(zhuǎn)向的間接橫擺力矩控制方法和基于差動制動的直接橫擺力矩控制方法，建立汽車橫擺角速度控制模型；分析協(xié)調(diào)控制器的監(jiān)測參數(shù)和控制參數(shù)，基于急轉(zhuǎn)意圖識別、汽車信息處理和橫擺角速度分配控制，建立協(xié)調(diào)控制器模型。

角速度控制汽車橫擺角速度的協(xié)調(diào)控制過程

汽車在路面上低速行駛時，駕駛意圖實現(xiàn)較為容易，主動轉(zhuǎn)向控制和差動制動控制均無需啟動。當(dāng)汽車高速行駛時，主動轉(zhuǎn)向控制將啟動，用來保證駕駛員的轉(zhuǎn)向意圖以及抵抗側(cè)向風(fēng)等干擾；當(dāng)轉(zhuǎn)向角較大，輪胎工作在非線性區(qū)域時，單靠轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已無法實現(xiàn)轉(zhuǎn)向意圖，此時差動制動控制將觸發(fā)工作，利用差動制動實現(xiàn)直接橫擺力矩控制，以保證駕駛員的駕駛意圖，實現(xiàn)汽車行駛穩(wěn)定性控制。

控制功能的觸發(fā)都是通過監(jiān)測質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度來實現(xiàn)的，并未考慮與駕駛員主觀駕駛意圖相關(guān)的方向盤轉(zhuǎn)角等參數(shù)。急轉(zhuǎn)工況中，差動制動觸發(fā)在汽車危險狀態(tài)，此時汽車質(zhì)心側(cè)偏角較大，駕駛員很容易因為橫擺角速度階躍變化等干擾而操作不當(dāng)，引發(fā)危險。

基于主動轉(zhuǎn)向和差動制動的汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制過程。汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制器首先要監(jiān)測汽車行駛狀態(tài)和駕駛員轉(zhuǎn)向意圖，判斷汽車行駛工況和預(yù)期的轉(zhuǎn)向程度；其次根據(jù)汽車行駛狀態(tài)計算出期望橫擺角速度；根據(jù)期望橫擺角速度與實際橫擺角速度偏差作為輸入，計算出所需的橫擺角速度偏差；最后分別分配給主動轉(zhuǎn)向控制和差動制動控制，實現(xiàn)附加前輪轉(zhuǎn)角和獨立輪胎制動力控制。

角速度控制汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制器模型

汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制器整體結(jié)構(gòu)中，主要包括駕駛員急轉(zhuǎn)意圖識別模塊、汽車信息處理模塊和橫擺角速度分配控制模塊，通過監(jiān)測汽車方向盤信號和車速信號，進行處理得到所需的控制參數(shù)。在仿真分析時將其簡稱為AEBD。

汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制器通過駕駛員急轉(zhuǎn)意圖識別，作為其工作的觸發(fā)條件，通過汽車信息處理模塊進行橫擺角速度偏差的計算，并通過橫擺角速度控制進行權(quán)重的分配。

（1）駕駛員急轉(zhuǎn)意圖識別模塊：控制器對駕駛員急轉(zhuǎn)意圖的識別主要依據(jù)駕駛員急轉(zhuǎn)意圖識別模型，通過對方向盤轉(zhuǎn)角、方向盤轉(zhuǎn)速、車速和方向盤飽和轉(zhuǎn)角進行建模，將信息進行處理后賦值權(quán)重P_startP進行控制器觸發(fā)。

（2）汽車信息處理模塊：汽車信息處理模塊主要包括方向盤轉(zhuǎn)角和車速信號的采集，期望橫擺角速度和轉(zhuǎn)向飽和時方向盤轉(zhuǎn)角的計算以及質(zhì)心側(cè)偏角的估算。

（3）橫擺角速度分配控制模塊：汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制器的核心主要是對期望橫擺角速度和實際橫擺角速度的差值進行權(quán)重分配，通過計算，最終通過主動轉(zhuǎn)向和差動制動分別提供附加前輪轉(zhuǎn)角和附加橫擺力矩。

基于主動轉(zhuǎn)向和差動制動的汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制器模型中，主要包括Carsim環(huán)節(jié)和Simulink 環(huán)節(jié)，并通過S函數(shù)將兩者進行聯(lián)合。其中，Carsim的輸入?yún)?shù)為后輪的兩個制動器控制參數(shù)和前輪疊加轉(zhuǎn)角，是控制器作用在汽車上的控制變量；Carsim的輸出參數(shù)為車速、方向盤轉(zhuǎn)角、實際橫擺角速度和實際質(zhì)心側(cè)偏角，它們在現(xiàn)實環(huán)境中是通過傳感器測量獲得的。

基于主動轉(zhuǎn)向和差動制動的汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制器模型為汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制器模型在Carsim整車環(huán)境中進行聯(lián)合仿真驗證，其中Drive_signal、Vehicle_model和YC_model模塊分別是駕駛員急轉(zhuǎn)意圖識別模塊、汽車信息處理模塊和橫擺角速度分配控制模塊的仿真模型，并進行了封裝處理。 2100433B

在簡諧振動中，角頻率與振動物體間的速度 v 的關(guān)系為

在圓周運動中，角速度與線速度之間的關(guān)系為

以上可以看出，圓周運動中的角速度ω與簡諧振動中的角頻率ω，雖然單位相同且都有