角速度方向

角速度是矢量。按右手螺旋定則，大拇指方向?yàn)棣胤较?當(dāng)質(zhì)點(diǎn)作逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，ω向上；作順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，ω向下。

設(shè)線速度為v，取圓心為原點(diǎn)，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(gè)物理量的普遍定義式。

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

例如，弧長(zhǎng)是0.12m，半徑是0.1m，那么θ=0.12m÷0.1m=1.2.

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

對(duì)于一個(gè)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.

設(shè)一質(zhì)點(diǎn)在平面Oxy內(nèi)，繞質(zhì)點(diǎn)O作圓周運(yùn)動(dòng).如果在時(shí)刻t，質(zhì)點(diǎn)在A點(diǎn)，半徑OA與Ox軸成θ角，θ角叫做角位置.在時(shí)刻t Δt，質(zhì)點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)，半徑OB與Ox軸成θ Δθ角。就是說，在Δt時(shí)間內(nèi)，質(zhì)點(diǎn)轉(zhuǎn)過角度Δθ，此Δθ角叫做質(zhì)點(diǎn)對(duì)O點(diǎn)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(shí)針轉(zhuǎn)向的角位移取正值，沿順時(shí)針轉(zhuǎn)向的角位移取負(fù)值。

角位移Δθ與時(shí)間Δt之比在Δt趨近于零時(shí)的極限值為

ω叫做某一時(shí)刻t質(zhì)點(diǎn)對(duì)O點(diǎn)的瞬時(shí)角速度（簡(jiǎn)稱角速度）。

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(jìn)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(shí)，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(jiǎn)便表達(dá)，張量是角速度的準(zhǔn)確表達(dá)。 2100433B

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

應(yīng)用學(xué)科

機(jī)械工程（一級(jí)學(xué)科），實(shí)驗(yàn)室儀器和裝置（二級(jí)學(xué)科），實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)-實(shí)驗(yàn)室離心機(jī)一般名詞（三級(jí)學(xué)科）

采用分層控制策略，提出基于主動(dòng)轉(zhuǎn)向和差動(dòng)制動(dòng)的汽車橫擺角速度協(xié)調(diào)控制過程；研究基于主動(dòng)轉(zhuǎn)向的間接橫擺力矩控制方法和基于差動(dòng)制動(dòng)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(cè)參數(shù)和控制參數(shù)，基于急轉(zhuǎn)意圖識(shí)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(shí)，駕駛意圖實(shí)現(xiàn)較為容易，主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制和差動(dòng)制動(dòng)控制均無需啟動(dòng)。當(dāng)汽車高速行駛時(shí)，主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制將啟動(dòng)，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(shí)，單靠轉(zhuǎn)向系統(tǒng)已無法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向意圖，此時(shí)差動(dòng)制動(dòng)控制將觸發(fā)工作，利用差動(dòng)制動(dòng)實(shí)現(xiàn)直接橫擺力矩控制，以保證駕駛員的駕駛意圖，實(shí)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(cè)質(zhì)心側(cè)偏角和橫擺角速度來實(shí)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(dòng)制動(dòng)觸發(fā)在汽車危險(xiǎn)狀態(tài)，此時(shí)汽車質(zhì)心側(cè)偏角較大，駕駛員很容易因?yàn)闄M擺角速度階躍變化等干擾而操作不當(dāng)，引發(fā)危險(xiǎn)。

基于主動(dòng)轉(zhuǎn)向和差動(dòng)制動(dòng)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(cè)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(jì)算出期望橫擺角速度；根據(jù)期望橫擺角速度與實(shí)際橫擺角速度偏差作為輸入，計(jì)算出所需的橫擺角速度偏差；最后分別分配給主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制和差動(dòng)制動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)附加前輪轉(zhuǎn)角和獨(dú)立輪胎制動(dòng)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(shí)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(cè)汽車方向盤信號(hào)和車速信號(hào)，進(jìn)行處理得到所需的控制參數(shù)。在仿真分析時(shí)將其簡(jiǎn)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(shí)別，作為其工作的觸發(fā)條件，通過汽車信息處理模塊進(jìn)行橫擺角速度偏差的計(jì)算，并通過橫擺角速度控制進(jìn)行權(quán)重的分配。

（1）駕駛員急轉(zhuǎn)意圖識(shí)別模塊：控制器對(duì)駕駛員急轉(zhuǎn)意圖的識(shí)別主要依據(jù)駕駛員急轉(zhuǎn)意圖識(shí)別模型，通過對(duì)方向盤轉(zhuǎn)角、方向盤轉(zhuǎn)速、車速和方向盤飽和轉(zhuǎn)角進(jìn)行建模，將信息進(jìn)行處理后賦值權(quán)重P_startP進(jìn)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(hào)的采集，期望橫擺角速度和轉(zhuǎn)向飽和時(shí)方向盤轉(zhuǎn)角的計(jì)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(duì)期望橫擺角速度和實(shí)際橫擺角速度的差值進(jìn)行權(quán)重分配，通過計(jì)算，最終通過主動(dòng)轉(zhuǎn)向和差動(dòng)制動(dòng)分別提供附加前輪轉(zhuǎn)角和附加橫擺力矩。

基于主動(dòng)轉(zhuǎn)向和差動(dòng)制動(dòng)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(jìn)行聯(lián)合。其中，Carsim的輸入?yún)?shù)為后輪的兩個(gè)制動(dòng)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(shí)際橫擺角速度和實(shí)際質(zhì)心側(cè)偏角，它們?cè)诂F(xiàn)實(shí)環(huán)境中是通過傳感器測(cè)量獲得的。

基于主動(dòng)轉(zhuǎn)向和差動(dòng)制動(dòng)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(jìn)行聯(lián)合仿真驗(yàn)證，其中Drive_signal、Vehicle_model和YC_model模塊分別是駕駛員急轉(zhuǎn)意圖識(shí)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(jìn)行了封裝處理。 2100433B

在簡(jiǎn)諧振動(dòng)中，角頻率與振動(dòng)物體間的速度 v 的關(guān)系為

在圓周運(yùn)動(dòng)中，角速度與線速度之間的關(guān)系為

以上可以看出，圓周運(yùn)動(dòng)中的角速度ω與簡(jiǎn)諧振動(dòng)中的角頻率ω，雖然單位相同且都有