Hastighetsområdet

Hastighetsområdet är ett svenskt begrepp som används för att beskriva vilka hastigheter som är möjliga för ett objekt eller system under givna förutsättningar. Begreppet relaterar till hastigheten v och anger vilka hastighetsvärden som kan uppnås eller tillåtas i ett visst sammanhang. I praktiken kan hastighetsområdet vara ett intervall av icke-negativa värden eller en mer komplex uppsättning beroende på tillståndet i systemet.

I fysik och kinematik är hastigheten magnituden av rörelsen. Om inga andra begränsningar råder är hastighetsområdet ofta [0, vmax], där vmax är den maximala hastighet som uppnås under rådande krafter och miljöförhållanden. När energi, kraftbalans och friktion ändras kan vmax variera och därmed även hastighetsområdet. I dynamiska system kan hastighetsområdet därför vara en funktion av tillståndet.

Inom teknik, fordonsdynamik och robotik används hastighetsområdet i planering och styrning. Det avser de hastigheter som åtminstone teoretiskt kan realiseras av aktuatorer och struktur utan att överträda fysiska eller säkerhetsmässiga begränsningar. Ofta beskrivs det som en konvex mängd eller polytope i hastighetsrymden, vilket underlättar optimering och kontroll.

Exempel: en personbil på en motorväg har ett hastighetsområde från 0 upp till det lagliga och mekaniska maxet. En industrirobot kan ha olika hastighetsområden beroende på konfiguration och belastning. Hastighetsområdet är därmed ett centralt begrepp för att förstå och modellera rörelse.