通常在低重力環(huán)境中交通工具的總體姿態(tài)控制通過(guò)使用例如推進(jìn)、控制力矩陀螺儀、反作用輪和動(dòng)量輪平臺(tái)來(lái)獲得。使用推進(jìn)的姿態(tài)控制導(dǎo)致了粗糙的控制，其一般不適于通過(guò)高橫向角加速度定位具有精確指向系統(tǒng)的車(chē)輛，該高橫向角加速度用于在小角度的觀測(cè)場(chǎng)(例如，感興趣區(qū)域)內(nèi)的點(diǎn)之間移動(dòng)精確指向系統(tǒng)并且然后以減小的敏捷度在高達(dá)三個(gè)軸線上使精確指向系統(tǒng)移動(dòng)通過(guò)大角度，從而在另一個(gè)感興趣區(qū)域內(nèi)重新定位并且重新定向交通工具?？刂屏赝勇輧x是敏捷的并且提供有效的轉(zhuǎn)矩和動(dòng)量，但是控制力矩陀螺儀是昂貴的。反作用輪在三個(gè)軸線上提供均勻的控制，并且可以在單一軸線上被有效地偏置。但是，反作用輪需要大量的動(dòng)力來(lái)操作。此外，當(dāng)需要多個(gè)反作用輪以滿足在兩個(gè)軸線上的高轉(zhuǎn)矩和動(dòng)量需求時(shí)，增加反作用輪的數(shù)量被視為在用于錐體/金字塔(pyramid)構(gòu)型時(shí)提供了減小的回復(fù)力(return)。具有多達(dá)兩個(gè)自由度(例如，翻轉(zhuǎn)(tip)/傾斜運(yùn)動(dòng))的動(dòng)量輪平臺(tái)提供了在兩個(gè)軸線上的高加速度，但是它們的動(dòng)量存儲(chǔ)受到平臺(tái)的角行程和輪尺寸限制。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：因此，旨在解決上述顧慮的系統(tǒng)和方法將會(huì)發(fā)現(xiàn)是有用的。本公開(kāi)的一個(gè)示例涉及雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其包括第一姿態(tài)控制模塊、第二姿態(tài)控制模塊以及控制器，所述第一姿態(tài)控制模塊具有被布置以提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制的至少兩個(gè)動(dòng)量輪，每個(gè)動(dòng)量輪包括有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)，所述第二姿態(tài)控制模塊具有以錐體構(gòu)型布置的反作用輪以沿著與至少兩個(gè)動(dòng)量輪的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸線提供交通工具姿態(tài)控制，所述控制器被連接到第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊，所述控制器被配置為協(xié)調(diào)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)以使交通工具在交通工具的三個(gè)軸線中的至少一個(gè)軸線上旋轉(zhuǎn)。本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例涉及控制交通工具的姿態(tài)的方法。該方法包括控制第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)，以使交通工具在交通工具的三個(gè)軸線中的至少一個(gè)軸線上旋轉(zhuǎn)，其中控制第一姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)包括利用有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)使每個(gè)動(dòng)量輪沿著交通工具的三個(gè)軸線中的兩個(gè)軸線樞轉(zhuǎn)，并且其中第一姿態(tài)控制模塊是以第一敏捷度水平提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制的動(dòng)量輪模塊，并且第二姿態(tài)控制模塊是以第二敏捷度水平沿著與動(dòng)量輪模塊的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸線提供交通工具姿態(tài)控制的錐體反作用輪模塊，其中第一敏捷度水平大于第二敏捷度水平。本公開(kāi)的一個(gè)示例涉及雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其包括第一姿態(tài)控制模塊、第二姿態(tài)控制模塊以及控制器，該第一姿態(tài)控制模塊具有被布置以提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制的至少兩個(gè)動(dòng)量輪，每個(gè)動(dòng)量輪包括使動(dòng)量輪沿著交通工具的三個(gè)軸線中的兩個(gè)軸線樞轉(zhuǎn)的有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)，該第二姿態(tài)控制模塊具有以錐體構(gòu)型布置的反作用輪，用以沿著與至少兩個(gè)動(dòng)量輪的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸提供交通工具姿態(tài)控制，該控制器被連接到第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊，該控制器被配置為協(xié)調(diào)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)以使交通工具在交通工具的三個(gè)軸線中的至少一個(gè)軸線上旋轉(zhuǎn)，從而至少兩個(gè)動(dòng)量輪提供零動(dòng)量操縱增量給反作用輪。附圖說(shuō)明因此已經(jīng)概括地描述了本公開(kāi)的示例，現(xiàn)在將參考附圖，附圖沒(méi)必要按比例繪制，并且其中類似的參考標(biāo)記指定幾個(gè)附圖中相同或類似的零件，并且其中：圖1是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的包含雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)的交通工具的示意圖；圖3A和圖3B是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)的一部分的示意圖；圖4是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)的示意圖；圖5是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)的分級(jí)控制方案的示意圖；圖6是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的圖5的分級(jí)控制方案的一部分的示意圖；圖7是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面用于雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)的控制方法的示意圖；圖8是根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面的方法的流程圖；圖9是航天器生產(chǎn)和維護(hù)方法的流程圖；以及圖10是包含分布式交通工具系統(tǒng)的航天器的示意圖。在上述(多個(gè))框圖中，連接各種元件和/或部件的實(shí)線(如果存在)可以表示機(jī)械、電氣、流體、光、電磁以及其他耦合件和/或其組合。如本文所用，“耦合”意指直接相關(guān)和間接相關(guān)。例如，構(gòu)件A可以與構(gòu)件B直接相關(guān)聯(lián)，或者可以經(jīng)由另一構(gòu)件C與構(gòu)件B間接相關(guān)聯(lián)。除了框圖中描繪的那些耦合件之外的耦合件也可以存在。連接不同元件和/或部件的虛線(如果存在)表示在功能和目的方面與實(shí)線表示的耦合件類似的耦合件；但是，用虛線表示的耦合件可以被選擇性地提供，或者可以涉及本公開(kāi)的可替換或可選方面。同樣，用虛線表示的元件和/或部件(如果存在)指示本公開(kāi)的可替換或可選方面。環(huán)境元件(如果存在)用點(diǎn)線表示。在上述(多個(gè))框圖中，方框可以表示操作和/或其一些部分。連接不同方框的線不暗示操作或其一些部分的任何特定的順序或依賴性。具體實(shí)施方式在以下描述中，多個(gè)具體細(xì)節(jié)被闡明以提供公開(kāi)構(gòu)思的全面理解，這些公開(kāi)構(gòu)思可以在沒(méi)有一些或全部細(xì)節(jié)的情況下被實(shí)踐。在其他的實(shí)例中，已知設(shè)備和/或過(guò)程的細(xì)節(jié)已經(jīng)被省略以避免不必要地模糊本公開(kāi)。雖然一些構(gòu)思將結(jié)合具體示例來(lái)描述，但是將認(rèn)識(shí)到這些示例不旨在進(jìn)行限制。在此對(duì)“一個(gè)示例”或“一個(gè)方面”的引用意味著結(jié)合示例或方面所描述的一個(gè)或多個(gè)特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在至少一個(gè)實(shí)施方式內(nèi)。在說(shuō)明書(shū)中不同位置處的短語(yǔ)“一個(gè)示例”或“一個(gè)方面”可以指代或可以不指代同一個(gè)示例或方面。除非另外說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”等在此僅用作標(biāo)記，并且不旨在對(duì)這些術(shù)語(yǔ)所指代的項(xiàng)目施加順序、方位或等級(jí)要求。而且，對(duì)例如“第二”項(xiàng)目的引用不要求或排除存在例如“第一”或更低編號(hào)的項(xiàng)目和/或例如“第三”或更高編號(hào)的項(xiàng)目。參考圖1和圖2，本文所描述的本發(fā)明的各個(gè)方面提供了雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)110，也被表示為雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)110，其允許對(duì)例如具有在低重力環(huán)境內(nèi)操作的精確指向系統(tǒng)的交通工具的交通工具100進(jìn)行姿態(tài)控制，所述交通工具100要求高橫向角加速度或高敏捷度以在小角度的觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)(例如，第一感興趣區(qū)域200)在點(diǎn)P1-P3之間移動(dòng)，并且然后以減小的敏捷度在高達(dá)三個(gè)軸線上移動(dòng)通過(guò)大角度以便在具有小角度的觀測(cè)場(chǎng)的另一感興趣區(qū)域210(例如，不同于第一感興趣區(qū)域的第二感興趣區(qū)域)中內(nèi)重新定位和重新定向交通工具100，以便觀測(cè)另一感興趣區(qū)域210內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)P4-P6。參考圖1，雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)100的各方面提供了組合式或雙敏捷度指向系統(tǒng)，其組合了反作用輪陣列和兩個(gè)或多個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)以提供控制力矩陀螺儀的成本有效的替代物。例如，通過(guò)權(quán)衡錐體構(gòu)型中的反作用輪和動(dòng)量輪平臺(tái)的零動(dòng)量操縱系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)和局限性，所提供的姿態(tài)控制系統(tǒng)要求比具有相同數(shù)量的交通工具運(yùn)動(dòng)自由度的常規(guī)姿態(tài)控制系統(tǒng)更少的平均功率和更少的動(dòng)量存儲(chǔ)設(shè)備。雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)100包括例如第一姿態(tài)控制模塊120、第二姿態(tài)控制模塊130以及通過(guò)有線或無(wú)線連接被連接到第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130的控制器模塊140?？刂破髂K140包含至少一個(gè)處理器141和至少一個(gè)存儲(chǔ)器142，所述存儲(chǔ)器142用非臨時(shí)編程來(lái)配置以便以本文描述的方式控制第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130。例如，控制器模塊140被配置為協(xié)調(diào)第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130的致動(dòng)以使交通工具在交通工具100的三個(gè)軸線X、Y、Z中的至少一個(gè)軸線中旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)方面，控制器模塊140與交通工具100控制器101集成在一起，而在其他方面，控制器模塊140是交通工具100控制器101的子系統(tǒng)，其接收來(lái)自控制器101的導(dǎo)航/指向命令以便如本文所描述的那樣改變交通工具100的姿態(tài)。第一姿態(tài)控制模塊120是無(wú)推進(jìn)物姿態(tài)控制模塊，其包括具有兩個(gè)或更多個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)121A-121n的動(dòng)量輪組件129。動(dòng)量輪平臺(tái)121中的每一個(gè)包括安裝到萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的動(dòng)量輪125和用于確定動(dòng)量輪的旋轉(zhuǎn)速度和萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的角位置的兩個(gè)或更多個(gè)傳感器127。萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126包含基座部分300和樞轉(zhuǎn)地安裝到基座部分300的可移動(dòng)部分310，使得可移動(dòng)部分310相對(duì)于基座部分300沿著X軸和Y軸翻轉(zhuǎn)和傾斜。在一個(gè)方面，翻轉(zhuǎn)和傾斜運(yùn)動(dòng)是例如樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)方面，基座部分300和可移動(dòng)部分310形成了例如兩軸萬(wàn)向節(jié)。在其他方面，兩軸萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126具有提供例如X軸和Y軸兩者的獨(dú)立控制的任何構(gòu)型。在一個(gè)方面，萬(wàn)向節(jié)的X軸和Y軸分別對(duì)應(yīng)于交通工具坐標(biāo)系VC的X軸和Y軸(圖2和圖4)，而在其他方面，萬(wàn)向節(jié)的坐標(biāo)系處于已知的空間取向，但是不同于交通工具100的坐標(biāo)系VC?；糠职ㄖ聞?dòng)器315X、315Y，用于沿著X軸和Y軸中的一個(gè)相應(yīng)軸線樞轉(zhuǎn)可移動(dòng)部分310以控制可移動(dòng)部分310的角位置θ、可移動(dòng)部分310沿X軸和Y軸的運(yùn)動(dòng)ωx、ωy的角速率以及可移動(dòng)部分沿X軸和Y軸的加速度。應(yīng)當(dāng)注意，萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126沿X軸和Y軸的行程量受限于萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的相應(yīng)致動(dòng)器315X、315Y的行程量或運(yùn)動(dòng)量和/或受限于萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的限制結(jié)構(gòu)，例如基座300或安裝到基座300或從基座300突出的止動(dòng)件。在一個(gè)方面，萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的行程量具有例如圍繞相應(yīng)軸線的有限旋轉(zhuǎn)，其中萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)被約束免于圍繞X軸和Y軸的不受限旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)方面，致動(dòng)器315X、315Y為萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)提供沿X軸和Y軸的高達(dá)約10°的樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而在其他方面，致動(dòng)器315X、315Y為萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)提供超過(guò)約10°的樞轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在其他方面，萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)沿X軸的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)量不同于萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)沿Y軸的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)量。致動(dòng)器315X、315Y沿每個(gè)軸線X、Y的尺寸或功率取決于例如由交叉軸線致動(dòng)器315X、315Y生成的轉(zhuǎn)矩。例如，要求有沿X軸的轉(zhuǎn)矩以生成沿X軸的運(yùn)動(dòng)ωx的角速率，這導(dǎo)致了交叉軸線Y軸轉(zhuǎn)矩(參見(jiàn)本文等式2)。交叉軸線致動(dòng)器(其在該示例中是Y軸致動(dòng)器)被確定尺寸以抵抗交叉軸線Y軸轉(zhuǎn)矩。類似地，要求有沿Y軸的轉(zhuǎn)矩以生成沿Y軸的運(yùn)動(dòng)ωy的角速率，這導(dǎo)致了交叉軸線X軸轉(zhuǎn)矩(參見(jiàn)本文等式1)。交叉軸線致動(dòng)器(其在該示例中是X軸致動(dòng)器)被確定尺寸以抵抗交叉軸線X軸轉(zhuǎn)矩。在一個(gè)方面，致動(dòng)器315X、315Y被確定尺寸以提供等于萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的角速度矢量和動(dòng)量輪125的角動(dòng)量矢量H的叉積的轉(zhuǎn)矩水平。在一個(gè)方面，致動(dòng)器315X、315Y是語(yǔ)音線圈/線性致動(dòng)器，而在其他方面，致動(dòng)器315X、315Y是有限行程旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器，例如齒輪驅(qū)動(dòng)直流致動(dòng)器(例如，齒輪式旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器)、滾珠螺旋致動(dòng)器、步進(jìn)馬達(dá)致動(dòng)器或能夠沿著相應(yīng)X軸和Y軸樞轉(zhuǎn)可移動(dòng)部分310的其他線性/旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。可移動(dòng)部分310包括驅(qū)動(dòng)馬達(dá)330，動(dòng)量輪125被安裝到驅(qū)動(dòng)馬達(dá)330以圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)。由每個(gè)動(dòng)量輪125施加在交通工具100上的沿X軸和Y軸的轉(zhuǎn)矩Tx、Ty可以由通過(guò)以下等式限定，其為了清楚起見(jiàn)忽略了二階項(xiàng)：Tx＝ωyXH[1]其中H是相應(yīng)動(dòng)量輪125的角動(dòng)量矢量。從上述等式可以看出，由每個(gè)動(dòng)量輪125施加在交通工具100上的轉(zhuǎn)矩是運(yùn)動(dòng)ωx、ωy的萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126角速率的函數(shù)。還參考圖3B和圖4，在一個(gè)方面，兩個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)121A、121B以背靠背構(gòu)形布置在交通工具100內(nèi)以便提供。在一個(gè)方面，背靠背構(gòu)形是例如沿著交通工具100的公用軸線(如Z軸)彼此并排或成一直線。在一個(gè)方面，凈零動(dòng)量是當(dāng)動(dòng)量輪處于標(biāo)稱萬(wàn)向節(jié)角度θ時(shí)兩個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)121A、121B的角動(dòng)量矢量H相等且相反并且被布置成與例如交通工具的Z軸平行的情況。在其他方面，超過(guò)兩個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)121A-121n被布置在交通工具100內(nèi)以提供凈零動(dòng)量，其中動(dòng)量輪平臺(tái)以相反成對(duì)的方式對(duì)準(zhǔn)，以使得每對(duì)沿著相對(duì)于交通工具框架旋轉(zhuǎn)的任一軸線對(duì)準(zhǔn)，但是該對(duì)自身內(nèi)的每個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)彼此對(duì)準(zhǔn)。對(duì)于動(dòng)量輪平臺(tái)121A-121n(例如兩個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)121A-121B)的相等且相反的速率，施加在車(chē)輛100上的轉(zhuǎn)矩Tx、Ty變成：其中凈動(dòng)量矢量為：在圖4所示的構(gòu)型中(例如，兩個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)121A、121B以背靠背的構(gòu)型布置在交通工具100內(nèi))，兩個(gè)動(dòng)量輪121A、121B提供沿著X軸和Y軸的高轉(zhuǎn)矩。但是，通過(guò)動(dòng)量輪平臺(tái)121A-121n的空間位置變化誘發(fā)交通工具100的動(dòng)量變化的動(dòng)量輪平臺(tái)121A-121n的動(dòng)量能力被萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的角行程(例如角度θ)限制。參考圖1和圖4，第二姿態(tài)控制模塊130是無(wú)推進(jìn)物姿態(tài)控制模塊，其包含反作用輪組件131。反作用輪組件131包含一個(gè)或多個(gè)反作用輪132A-132m和被配置為確定每個(gè)反作用輪132A-132m的旋轉(zhuǎn)速率的一個(gè)或多個(gè)傳感器135。在一個(gè)方面，反作用輪組件131包含四個(gè)反作用輪132A-132D，但在其他方面，反作用輪組件131包含多于或少于四個(gè)反作用輪。在一個(gè)方面，反作用輪132A-132m的數(shù)量不同于動(dòng)量輪121A-121n的數(shù)量，而在其他方面，在采用多對(duì)動(dòng)量輪121A-121n的情況下，反作用輪132A-132m的數(shù)量可以等于動(dòng)量輪121A-121n的數(shù)量。在這方面，反作用輪132A-132D在交通工具100內(nèi)被定向?yàn)槭沟梅醋饔幂?32A-132D的軸線和轉(zhuǎn)矩矢量T1-T4朝向反作用輪組件坐標(biāo)系RWC的Z軸翻轉(zhuǎn)或成一角度，在一個(gè)方面，該反作用輪組件坐標(biāo)系RWC與交通工具坐標(biāo)系VC是一致的。由反作用輪組件131沿著Z軸施加的轉(zhuǎn)矩取決于相應(yīng)的反作用輪132A-132D朝向Z軸翻轉(zhuǎn)的角度α。沿著反作用輪組件坐標(biāo)系RWC(以及交通工具100，其中交通工具坐標(biāo)系VC與反作用輪組件坐標(biāo)系RWC一致)的X軸和Y軸的轉(zhuǎn)矩對(duì)反作用輪組件較不敏感，因?yàn)橛煞醋饔幂喗M件131施加在交通工具100上的增益由X軸和Y軸兩者共享。在一個(gè)方面，對(duì)于掃描單個(gè)軸線的雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)110，反作用輪協(xié)調(diào)系統(tǒng)RWC的Z軸用交通工具100的掃描軸線(例如，Z軸)來(lái)定向，并且反作用輪132A-132m的尺寸和數(shù)量以及它們的角度α基于例如交通工具110的敏捷度要求來(lái)確定。對(duì)于在多于一個(gè)軸線上掃描(例如在兩個(gè)軸線上掃描)的雙敏捷度姿態(tài)控制系統(tǒng)110，反作用輪組件131的X軸和Y軸沿著交通工具100的掃描軸線布置，并且反作用輪132A-132m的尺寸和數(shù)量以及它們的角度α基于例如交通工具110的敏捷度要求來(lái)確定。再次參考圖1和圖2，根據(jù)所公開(kāi)實(shí)施例的一個(gè)方面，第一姿態(tài)控制模塊120被設(shè)定尺寸以在第一感興趣區(qū)域200、第二感興趣區(qū)域210、……、第n個(gè)感興趣區(qū)域內(nèi)(例如，為了在小角度觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)的點(diǎn)P1-P3、P4-P6之間移動(dòng)車(chē)輛而要求高橫向角加速度/高敏捷度的區(qū)域)提供交通工具100的預(yù)定加速度。在一個(gè)方面，第二姿態(tài)控制模塊130被設(shè)定尺寸以便提供交通工具100在設(shè)置于第一感興趣區(qū)域200、第二感興趣區(qū)域210、……、第n個(gè)感興趣區(qū)域之間的適中敏捷度區(qū)域內(nèi)的預(yù)定加速度，以便以減小的敏捷度在多達(dá)三個(gè)軸線上移動(dòng)交通工具100通過(guò)大角度，從而在感興趣區(qū)域200、210之間重新定位并重新定向交通工具100。如上所述，在一個(gè)方面，反作用輪組件131在交通工具100內(nèi)被定向以使得反作用輪坐標(biāo)系RWC的Z軸與交通工具坐標(biāo)系VC一致(或者，例如動(dòng)量輪125自旋時(shí)所沿著的軸線)，其中反作用輪組件131滿足用于在感興趣區(qū)域200、210之間重新定向交通工具100的交通工具100的預(yù)定敏捷度，并且反作用輪組件131的橫向速率能力減小了對(duì)萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的大角度行程的需要。雖然如本文所述在一個(gè)方面通過(guò)第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130的獨(dú)立操作來(lái)控制交通工具100，但是在其他方面，第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130被同時(shí)操作以控制交通工具100。例如，第二姿態(tài)控制模塊130一般具有比第一姿態(tài)控制模塊120更低的橫向加速度能力，但是第二姿態(tài)控制模塊130通常足夠大以提供除了第一姿態(tài)控制模塊120提供的有益橫向加速度之外的有益橫向加速度。在一個(gè)方面，第一姿態(tài)控制模塊的高敏捷度萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126提供高加速度，但是在一個(gè)方面，在實(shí)現(xiàn)最大運(yùn)動(dòng)速率時(shí)第二姿態(tài)控制模塊130提供更好的性能。作為一個(gè)示例，第一姿態(tài)控制模塊120被單獨(dú)使用或者與第二姿態(tài)控制模塊130組合使用以用于交通工具100的加速度限制的扭轉(zhuǎn)或運(yùn)動(dòng)，其中沒(méi)有實(shí)現(xiàn)最大運(yùn)動(dòng)速率。在一個(gè)方面，第二姿態(tài)控制模塊130獨(dú)自或結(jié)合第一姿態(tài)控制模塊120提供沿著垂直于兩個(gè)萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)軸線的軸線的適中敏捷度(加速度)。在一個(gè)方面，只要角度α(見(jiàn)圖5)不是90°，則為垂直軸線進(jìn)行尺寸設(shè)計(jì)的第二姿態(tài)控制模塊130就提供沿萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的兩個(gè)軸線(例如在該示例中是X軸和Y軸)的剩余控制能力。在一個(gè)方面，第一姿態(tài)控制模塊120提供沿著萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的兩個(gè)軸線的敏捷度(例如加速度)能力，而第二姿態(tài)控制模塊130在萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的兩個(gè)軸線上的剩余控制能力減小了對(duì)第一姿態(tài)控制模塊120的姿態(tài)控制要求。在第一姿態(tài)控制模塊120包含動(dòng)量輪平臺(tái)并且動(dòng)量輪軸線沿著例如交通工具的Z軸(或任一其他軸線)對(duì)準(zhǔn)的一個(gè)方面，第二姿態(tài)控制模塊130被設(shè)定尺寸以提供交通工具沿著Z軸或例如動(dòng)量輪對(duì)準(zhǔn)的軸線的必要敏捷度。參考圖1和圖4-8，控制器模塊140被配置為例如在例如控制器101的命令700下或者由遠(yuǎn)程陸基控制通過(guò)第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130的組合來(lái)控制交通工具100(圖8，方框800)?？刂破髂K140控制第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130以沿著交通工具100的三個(gè)軸線X、Y、Z中的至少一個(gè)軸線旋轉(zhuǎn)或定向交通工具100。在一個(gè)方面，命令交通工具轉(zhuǎn)矩τxcmd、τycmd、τzcmd由控制器模塊140的處理器141根據(jù)來(lái)自控制器101的命令700生成(圖8，方框810)?？刂破髂K140根據(jù)分級(jí)分布法則/方案來(lái)控制第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130，其中到各個(gè)致動(dòng)器(例如，各個(gè)反作用輪132A-132m和各個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)121A-121n)的命令交通工具轉(zhuǎn)矩τxcmd、τycmd、τzcmd的轉(zhuǎn)矩分布710是分級(jí)的(圖8，方框820)。例如，控制器模塊140提供第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130之間的命令交通工具轉(zhuǎn)矩τxcmd、τycmd、τzcmd的時(shí)變分布。這種時(shí)變分布是依賴應(yīng)用的，其中例如在一個(gè)方面，第一姿態(tài)控制模塊120優(yōu)先用于上述小角度高敏捷度區(qū)域(例如，第一姿態(tài)控制模塊120相對(duì)于第二姿態(tài)控制模塊130提供更高的交通工具加速度以將交通工具100加速到最大預(yù)定速率或以便重新定向)。在一個(gè)方面，對(duì)于反作用輪組件131交通工具轉(zhuǎn)矩子分布，控制器模塊140將命令交通工具轉(zhuǎn)矩Tcmd(包含轉(zhuǎn)矩分量τxcmd、τycmd、τzcmd)分配給每個(gè)反作用輪作為例如反作用輪轉(zhuǎn)矩命令τRWA1、τRWA2、……τRWAn。在一個(gè)方面，控制器模塊140使用例如恒定最小歐幾里得范數(shù)L2分布和零空間操縱(例如，其中交通工具100上沒(méi)有凈控制轉(zhuǎn)矩)和最大值范數(shù)L∞動(dòng)量包絡(luò)面從屬分布的最小化中的一個(gè)或多個(gè)來(lái)分配命令交通工具轉(zhuǎn)矩Tcmd以產(chǎn)生預(yù)定凈反作用輪應(yīng)用轉(zhuǎn)矩TRWA(包含分量τxcmd、τycmd、ττzcmd)。示例反作用輪系統(tǒng)被描述在Markley等人，MaximumTorqueandMomentumEnvelopesforReactionWheelArrays，AIAAGuidance，Navigation，andControlConference10-13August2009，Chicago，Illinois中。在其他方面，反作用輪組件131交通工具轉(zhuǎn)矩子分布可以以任何預(yù)定方式提供。在一個(gè)方面，對(duì)于動(dòng)量輪組件129交通工具轉(zhuǎn)矩子分布，控制器模塊140將命令交通工具轉(zhuǎn)矩Tcmd分配成用于每對(duì)動(dòng)量輪平臺(tái)121A-121n的速率命令例如，在存在兩個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)121A、121B時(shí)，控制器模塊140將命令交通工具轉(zhuǎn)矩Tcmd分配成兩個(gè)(例如，每個(gè)動(dòng)量輪平臺(tái)一個(gè))兩軸萬(wàn)向節(jié)角速率命令。在一個(gè)方面，參考圖6，命令交通工具轉(zhuǎn)矩Tcmd由如下公式定義，例如：TxTyTz=02cosθ2H-2cosθ1Hcosθ2H2sinθ1Hsinθ2H00θ·1θ·2---[6]]]>由此速率命令可以確定如下：θ·1θ·2=02cosθ2H-2cosθ1Hcosθ2H2sinθ1Hsinθ2H-1TxTy---[7]]]>在一個(gè)方面，應(yīng)注意到，在等式[6]和[7]中每個(gè)萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的角度θ1是相等且相反的。類似地，應(yīng)注意到，在等式[6]和[7]中每個(gè)萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126的角度θ2是相等且相反的。在其他方面，角度θ1和θ2可以分別是相互不同的。應(yīng)注意到，在此提供的等式是示例性的，并且在不偏離本發(fā)明的各個(gè)方面的情況下，等式[6]和[7]中的轉(zhuǎn)矩/速率命令可以用類似的等式以類似的方式推導(dǎo)出。在一個(gè)方面，每個(gè)萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126包含將兩軸萬(wàn)向節(jié)角速率命令轉(zhuǎn)換成兩軸萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)矩命令的控制器126C，所述兩軸萬(wàn)向節(jié)轉(zhuǎn)矩命令隨后被轉(zhuǎn)換成等同的萬(wàn)向節(jié)平臺(tái)126致動(dòng)器315X、315Y力F1、F2、F3、F4以便生成凈動(dòng)量輪應(yīng)用轉(zhuǎn)矩TMWA(包含分量τxMWA、τyMWA、τzMWA)。仍然參考圖1和圖4-7，凈反作用輪應(yīng)用轉(zhuǎn)矩TRWA和凈動(dòng)量輪應(yīng)用轉(zhuǎn)矩TMWA被加到一起以產(chǎn)生應(yīng)用交通工具轉(zhuǎn)矩T(包含分量τx、τy、τz)(圖8、方框830)，所述應(yīng)用交通工具轉(zhuǎn)矩T被應(yīng)用到交通工具100時(shí)(圖8，方框840)產(chǎn)生交通工具運(yùn)動(dòng)速率和交通工具姿態(tài)變化。在一個(gè)方面，動(dòng)量輪組件129提供零動(dòng)量操縱增量給錐體反作用輪組件131。例如，在一個(gè)方面，動(dòng)量輪組件129被確定尺寸以針對(duì)給定的交通工具運(yùn)動(dòng)速率向由反作用輪組件131提供的操縱提供最大化增量，與自身提供給定的交通工具運(yùn)動(dòng)速率的反作用輪組件相比，該尺寸允許更小的反作用輪組件131。在其他方面，與自身提供給定的交通工具運(yùn)動(dòng)速率的反作用輪組件相比，動(dòng)量輪組件129被設(shè)定尺寸以針對(duì)給定的反作用輪組件131構(gòu)型(例如，反作用輪的尺寸、布置和/或數(shù)量)提供最大化的交通工具運(yùn)動(dòng)速率。在另一方面，控制器101和控制器模塊140中的一個(gè)或多個(gè)控制第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130，以使反作用輪組件131內(nèi)積累的動(dòng)量被動(dòng)量輪組件129稀釋(如，吸收)，從而當(dāng)反作用輪自旋的角速度處于或接近最大速度時(shí)允許反作用輪自旋的角速度被減小。在一個(gè)方面，動(dòng)量輪組件129可以用作動(dòng)量存儲(chǔ)設(shè)備，其中動(dòng)量可以被轉(zhuǎn)移到交通工具以及從交通工具轉(zhuǎn)移。在其他方面，動(dòng)量也可以被轉(zhuǎn)移到反作用輪組件131以及從反作用輪組件131轉(zhuǎn)移。在一個(gè)方面，交通工具100包含用于感測(cè)和估計(jì)交通工具運(yùn)動(dòng)速率以及交通工具姿態(tài)的一個(gè)或多個(gè)姿態(tài)傳感器715。在一個(gè)方面，一個(gè)或多個(gè)姿態(tài)傳感器715包含用于估計(jì)交通工具運(yùn)動(dòng)速率和交通工具姿態(tài)的處理器701，而在其他方面，控制器101和控制器模塊140中的一個(gè)或多個(gè)從用于估計(jì)交通工具運(yùn)動(dòng)速率和交通工具姿態(tài)的傳感器接收信號(hào)。控制器101和控制器模塊140(例如，控制器模塊140的處理器141)中的一個(gè)或多個(gè)接收傳感器信號(hào)或者估計(jì)的交通工具運(yùn)動(dòng)速率和交通工具姿態(tài)以便例如在控制環(huán)路內(nèi)進(jìn)一步生成轉(zhuǎn)矩命令，直到交通工具100達(dá)到期望的運(yùn)動(dòng)速率和/或交通工具姿態(tài)。為了生成期望的運(yùn)動(dòng)速率和/或?qū)⒔煌üぞ?00定位在預(yù)定的姿態(tài)，控制器模塊140在一個(gè)方面組合地控制第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130。在另一方面，控制器模塊140獨(dú)立地控制第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130，而在另外其他方面，控制器模塊140以預(yù)定的次序控制第一姿態(tài)控制模塊120和第二姿態(tài)控制模塊130。本公開(kāi)和附圖描述了(多種)操作方法，在此所述的操作方法不應(yīng)被解釋為必然確定了執(zhí)行所述操作的次序。相反，雖然指示了一個(gè)說(shuō)明性順序，但是應(yīng)該理解在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候操作次序可以被修改。因此，某些操作可以按不同的順序執(zhí)行或同時(shí)執(zhí)行。此外，在本公開(kāi)的一些方面，不需要執(zhí)行在此描述的所有操作。本公開(kāi)的示例可以在圖9所示的航天器制造和維護(hù)方法900以及圖10所示的航天器1002的背景中描述。在預(yù)生產(chǎn)過(guò)程中，說(shuō)明性方法900可以包括航天器1002的規(guī)格和設(shè)計(jì)904以及材料采購(gòu)906。在生產(chǎn)過(guò)程中，進(jìn)行航天器1102的部件和子組件制造908以及系統(tǒng)集成910。其后，航天器1002可以經(jīng)過(guò)認(rèn)證和交付912，以便投入使用914。當(dāng)被客戶使用時(shí)，航天器1002可以定期進(jìn)行例行維修和維護(hù)916(其也可以包括修改、重新配置、翻新等等)。說(shuō)明性方法900的每一個(gè)過(guò)程可以由系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作者(例如，客戶)執(zhí)行或?qū)嵤３鲇诒菊f(shuō)明書(shū)的目的，系統(tǒng)集成商可以包括但不局限于任何數(shù)量的飛行器制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可以包括但不局限于任何數(shù)量的銷售商、分包商和供應(yīng)商；并且操作者可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)組織等。如圖10所示，通過(guò)說(shuō)明性方法900生產(chǎn)的航天器1002可以包括具有多個(gè)高級(jí)系統(tǒng)和內(nèi)部1022的機(jī)身1018。分布于整個(gè)航天器的高級(jí)系統(tǒng)的示例包括推進(jìn)系統(tǒng)1024、電力系統(tǒng)1026、液壓系統(tǒng)1028以及環(huán)境系統(tǒng)1030中的一個(gè)或多個(gè)?？梢园ㄈ魏螖?shù)量的其它系統(tǒng)。盡管示出了航天示例，但本發(fā)明的原理可以應(yīng)用于其它行業(yè)，如海運(yùn)業(yè)?？梢栽谥圃旌途S護(hù)方法900的任何一個(gè)或多個(gè)階段中采用本文示出或描述的系統(tǒng)和方法。例如，可以以類似于在航天器1002使用時(shí)生產(chǎn)部件或子組件的方式，加工或制造對(duì)應(yīng)于部件和子組件制造908的部件或子組件。另外，例如，通過(guò)大大地加速航天器1002的組裝或降低航天器1002的成本，可以在生產(chǎn)狀態(tài)908和910期間利用系統(tǒng)、方法或其組合的一個(gè)或多個(gè)方面。類似地，例如但不限于當(dāng)航天器1002投入使用時(shí)，例如，運(yùn)行、維修和維護(hù)1116時(shí)，可以利用系統(tǒng)或方法實(shí)施方式或其組合的一個(gè)或多個(gè)方面。進(jìn)一步地，本公開(kāi)包括根據(jù)以下條款所述的示例：條款1.一種雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其包括：第一姿態(tài)控制模塊，其具有被布置以提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制的至少兩個(gè)動(dòng)量輪，每個(gè)動(dòng)量輪包括使所述動(dòng)量輪沿著所述交通工具的三個(gè)軸線中的兩個(gè)軸線樞轉(zhuǎn)的有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)；第二姿態(tài)控制模塊，其具有以錐體構(gòu)型布置的反作用輪以沿著與所述至少兩個(gè)動(dòng)量輪的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸線提供交通工具姿態(tài)控制；以及控制器，其被連接到所述第一姿態(tài)控制模塊和所述第二姿態(tài)控制模塊，所述控制器被配置為協(xié)調(diào)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)以使交通工具在交通工具的三個(gè)軸線中的至少一個(gè)軸線上旋轉(zhuǎn)。條款2.根據(jù)條款1所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為組合地致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。條款3.根據(jù)條款1所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為獨(dú)立地致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。條款4.根據(jù)條款1所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為以預(yù)定次序致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。條款5.根據(jù)條款1所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中至少兩個(gè)動(dòng)量輪被布置成沿著交通工具的三個(gè)軸線中的至少兩個(gè)軸線提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制。條款6.根據(jù)條款1所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中所述的有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)包括至少兩個(gè)致動(dòng)器、動(dòng)量輪平臺(tái)和基座，所述動(dòng)量輪被安裝到所述動(dòng)量輪平臺(tái)并且所述至少兩個(gè)致動(dòng)器提供所述動(dòng)量輪平臺(tái)與所述基座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所述行程受限萬(wàn)向節(jié)的行程被所述至少兩個(gè)致動(dòng)器的行程量和所述基座的限制結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)限制。條款7.根據(jù)條款6所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中至少兩個(gè)致動(dòng)器被設(shè)定尺度根據(jù)大小設(shè)計(jì)以提供基本等于有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)的角速度矢量和動(dòng)量輪的角動(dòng)量矢量的叉積的轉(zhuǎn)矩水平。條款8.根據(jù)條款1所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中至少兩個(gè)動(dòng)量輪中的每個(gè)動(dòng)量輪的角動(dòng)量矢量被沿著交通工具的共用軸線布置，并且所述錐體構(gòu)型通過(guò)朝向交通工具的共用軸線翻轉(zhuǎn)的所述反作用輪來(lái)定向。條款9.根據(jù)條款1所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中與至少兩個(gè)動(dòng)量輪的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸線是交通工具的掃描軸線。條款10.一種用于控制交通工具的姿態(tài)的方法，所述方法包括：控制第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)以使交通工具在交通工具的三個(gè)軸線中的至少一個(gè)軸線上旋轉(zhuǎn)，其中控制第一姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)包含使用有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)使每個(gè)動(dòng)量輪沿著交通工具的三個(gè)軸線中的兩個(gè)軸線樞轉(zhuǎn)；并且其中第一姿態(tài)控制模塊是以第一敏捷度水平提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制的動(dòng)量輪模塊并且第二姿態(tài)控制模塊是以第二敏捷度水平沿著與動(dòng)量輪的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸線提供交通工具姿態(tài)控制的錐體反作用輪模塊，其中第一敏捷度水平大于第二敏捷度水平。條款11.根據(jù)條款10所述的方法，其中根據(jù)定向所述交通工具所需要的預(yù)定角加速度速率來(lái)分級(jí)協(xié)調(diào)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)。條款12.根據(jù)條款10所述的方法，其中第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊被組合地控制。條款13.根據(jù)條款10所述的方法，其中第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊被獨(dú)立地控制。條款14.根據(jù)條款10所述的方法，其中第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊被以預(yù)定次序控制。條款15.根據(jù)條款10所述的方法，其中動(dòng)量輪模塊中的每個(gè)動(dòng)量輪的角動(dòng)量矢量沿著交通工具的掃描軸線布置，并且錐體反作用輪模塊中的每個(gè)反作用輪朝向交通工具的掃描軸線翻轉(zhuǎn)。條款16.根據(jù)條款10所述的方法，其中控制第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)實(shí)現(xiàn)第一角加速度水平以在第一角度觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)的點(diǎn)之間移動(dòng)交通工具，并且實(shí)現(xiàn)第二角加速度水平以將交通工具定向到不同于第一角度觀測(cè)場(chǎng)的第二角度觀測(cè)場(chǎng)，其中第二角加速度水平小于第一角加速度水平。條款17.根據(jù)條款16所述的方法，其中所述第二角加速度水平提供交通工具的多達(dá)三個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)，并且第一角加速度水平提供交通工具的兩個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)。條款18.一種雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其包括：第一姿態(tài)控制模塊，其具有被布置以提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制的至少兩個(gè)動(dòng)量輪，每個(gè)動(dòng)量輪包括使動(dòng)量輪沿著交通工具的三個(gè)軸線中的兩個(gè)軸線樞轉(zhuǎn)的有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)；第二姿態(tài)控制模塊，其具有以錐體構(gòu)型布置的反作用輪以沿著與至少兩個(gè)動(dòng)量輪的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸線提供交通工具姿態(tài)控制；以及控制器，其被連接到第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊，所述控制器被配置為協(xié)調(diào)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)以便使交通工具在交通工具的三個(gè)軸線中的至少一個(gè)軸線上旋轉(zhuǎn)，從而所述至少兩個(gè)動(dòng)量輪提供零動(dòng)量操縱增量給反作用輪。條款19.根據(jù)條款18所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為組合地致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。條款20.根據(jù)條款18所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為獨(dú)立地致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。條款21.根據(jù)條款18所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中所述控制器被配置為以預(yù)定次序致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。條款22.根據(jù)條款18所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中所述有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)包括至少兩個(gè)致動(dòng)器、動(dòng)量輪平臺(tái)以及基座，所述動(dòng)量輪被安裝到動(dòng)量輪基座并且所述至少兩個(gè)致動(dòng)器提供動(dòng)量輪平臺(tái)與基座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所述有限行程萬(wàn)向節(jié)的行程被所述至少兩個(gè)致動(dòng)器提供的行程量和所述基座的限制結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)限制。條款23.根據(jù)條款22所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中所述至少兩個(gè)致動(dòng)器被設(shè)定尺寸以提供基本等于有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)的角速度矢量和動(dòng)量輪的角動(dòng)量矢量的叉積的轉(zhuǎn)矩水平。條款24.根據(jù)條款18所述的雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)，其中每個(gè)所述動(dòng)量輪的角動(dòng)量矢量沿著交通工具的掃描軸線布置，并且所述錐體構(gòu)型通過(guò)朝向交通工具的掃描軸線翻轉(zhuǎn)的反作用輪來(lái)定向。在此公開(kāi)了系統(tǒng)和方法的不同示例和方面，其包含各種部件、特征以及功能。應(yīng)該理解，在此公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的各個(gè)示例和方面可以包含在此公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的其他示例和方面的任何組合的任一部件、特征以及功能，并且所有的此類可能性都在本公開(kāi)的精神和范圍之內(nèi)。得益于以上描述和附圖中所呈現(xiàn)的教導(dǎo)的本公開(kāi)所屬領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將可以想到本文闡述的本公開(kāi)的許多修改和其他示例。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，一種雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)包含：第一姿態(tài)控制模塊，其具有被布置以提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制的至少兩個(gè)動(dòng)量輪，每個(gè)動(dòng)量輪包括有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)；第二姿態(tài)控制模塊，其具有以錐體構(gòu)型布置的反作用輪以沿著與至少兩個(gè)動(dòng)量輪的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸線提供交通工具姿態(tài)控制；以及控制器，其被連接到第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊，所述控制器被配置為協(xié)調(diào)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)以使交通工具在交通工具的三個(gè)軸線的至少一個(gè)軸線上旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，所述控制器被配置為組合地致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，所述控制器被配置為獨(dú)立地致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，所述控制器被配置為以預(yù)定次序致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，至少兩個(gè)動(dòng)量輪被布置以沿著交通工具的三個(gè)軸線的至少兩個(gè)軸線提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，所述有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)包括至少兩個(gè)致動(dòng)器、動(dòng)量輪平臺(tái)和基座，所述動(dòng)量輪被安裝到動(dòng)量輪平臺(tái)并且所述至少兩個(gè)致動(dòng)器提供動(dòng)量輪平臺(tái)與基座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所述有限行程萬(wàn)向節(jié)的行程被至少兩個(gè)致動(dòng)器的行程量和基座的限制結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)限制。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，至少兩個(gè)致動(dòng)器被設(shè)定尺寸以提供基本等于有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)的角速度矢量和動(dòng)量輪的角動(dòng)量矢量的叉積的轉(zhuǎn)矩水平。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，所述至少兩個(gè)動(dòng)量輪中的每個(gè)動(dòng)量輪的角動(dòng)量矢量沿著交通工具的共用軸線布置，并且所述錐體構(gòu)型通過(guò)朝向交通工具的共用軸線翻轉(zhuǎn)的反作用輪來(lái)定向。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，與至少兩個(gè)動(dòng)量輪的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸線是交通工具的掃描軸線。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，一種用于控制交通工具的姿態(tài)的方法包括：控制第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)以使交通工具在交通工具的三個(gè)軸線的至少一個(gè)軸線上旋轉(zhuǎn)，其中控制第一姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)包含通過(guò)有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)使每個(gè)動(dòng)量輪沿著交通工具的三個(gè)軸線中的兩個(gè)軸線樞轉(zhuǎn)；并且其中第一姿態(tài)控制模塊是以第一敏捷度水平提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制的動(dòng)量輪模塊，并且第二姿態(tài)控制模塊是以第二敏捷度水平沿著與動(dòng)量輪的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸線提供交通工具姿態(tài)控制的錐體反作用輪模塊，其中第一敏捷度水平大于第二敏捷度水平。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，根據(jù)定向交通工具所需要的預(yù)定角加速度速率來(lái)分級(jí)協(xié)調(diào)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊被組合地控制。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，所述第一姿態(tài)控制模塊和所述第二姿態(tài)控制模塊被獨(dú)立地控制。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊被以預(yù)定次序控制。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，控制第一姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)包含通過(guò)有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)使每個(gè)動(dòng)量輪沿著交通工具的三個(gè)軸線中的兩個(gè)軸線樞轉(zhuǎn)。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，動(dòng)量輪模塊中的每個(gè)動(dòng)量輪的角動(dòng)量矢量沿著交通工具的掃描軸線布置，并且錐體反作用輪模塊的每個(gè)反作用輪朝向交通工具的掃描軸線翻轉(zhuǎn)。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，控制第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)實(shí)現(xiàn)第一角加速度水平以在第一角度觀測(cè)場(chǎng)內(nèi)的點(diǎn)之間移動(dòng)交通工具，并且實(shí)現(xiàn)第二角加速度水平以將交通工具定向到不同于第一角度觀測(cè)場(chǎng)的第二角度觀測(cè)場(chǎng)，其中第二角加速度水平小于第一角加速度水平。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，第二角加速度水平提供交通工具的多達(dá)三個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)，并且第一角加速度水平提供交通工具的兩個(gè)軸向運(yùn)動(dòng)。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，一種雙級(jí)交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)包括：第一姿態(tài)控制模塊，其具有被布置以提供零動(dòng)量交通工具姿態(tài)控制的至少兩個(gè)動(dòng)量輪，每個(gè)動(dòng)量輪包括使動(dòng)量輪沿著交通工具的三個(gè)軸線中的兩個(gè)軸線樞轉(zhuǎn)的有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)；第二姿態(tài)控制模塊，其具有以錐體構(gòu)型布置的反作用輪以沿著與至少兩個(gè)動(dòng)量輪的控制軸線共用的至少一個(gè)控制軸線提供交通工具姿態(tài)控制；以及控制器，其被連接到第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊，所述控制器被配置為協(xié)調(diào)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動(dòng)以便使交通工具在交通工具的三個(gè)軸線的至少一個(gè)軸線上旋轉(zhuǎn)，從而至少兩個(gè)動(dòng)量輪提供零動(dòng)量操縱增量給反作用輪。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，所述控制器被配置為組合地致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，所述控制器被配置為獨(dú)立地致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，所述控制器被配置為以預(yù)定次序致動(dòng)第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)包括至少兩個(gè)致動(dòng)器、動(dòng)量輪平臺(tái)以及基座，所述動(dòng)量輪被安裝到動(dòng)量輪平臺(tái)并且所述至少兩個(gè)致動(dòng)器提供動(dòng)量輪平臺(tái)與基座之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所述有限行程萬(wàn)向節(jié)的行程被至少兩個(gè)致動(dòng)器提供的行程量和基座的限制結(jié)構(gòu)中的一個(gè)或多個(gè)限制。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，至少兩個(gè)致動(dòng)器被設(shè)定尺寸以提供基本等于有限行程兩軸萬(wàn)向節(jié)的角速度矢量和動(dòng)量輪的角動(dòng)量矢量的叉積的轉(zhuǎn)矩水平。根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)或多個(gè)方面，每個(gè)所述動(dòng)量輪的角動(dòng)量矢量沿著交通工具的掃描軸線布置，并且所述錐體構(gòu)型通過(guò)朝向交通工具的掃描軸線翻轉(zhuǎn)的反作用輪來(lái)定向。因此，應(yīng)理解的是，本公開(kāi)不局限于所公開(kāi)的具體實(shí)施例，并且修改和其他實(shí)施例旨在包含于所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。而且，盡管前述說(shuō)明書(shū)和相關(guān)附圖在元件和/或功能的某些說(shuō)明性組合的背景內(nèi)描述了示例實(shí)施例，但是應(yīng)該意識(shí)到，在不離開(kāi)所附權(quán)利要求書(shū)的范圍的情況下，元件和/或功能的不同組合可以由替換實(shí)施方式提供。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3