1.一種雙級交通工具姿態(tài)控制系統(tǒng)(110),其包括:
第一姿態(tài)控制模塊(120),其具有被布置以提供零動量交通工具姿態(tài)控制的至少兩個動量輪(125A,125n),每個動量輪包括使所述動量輪沿著交通工具(100)的三個軸線中的兩個軸線樞轉(zhuǎn)的有限行程兩軸萬向節(jié)(126);
第二姿態(tài)控制模塊(130),其具有以錐體構(gòu)型布置的反作用輪(132A,132m)以沿著與所述至少兩個動量輪的控制軸線共用的至少一個控制軸線提供交通工具姿態(tài)控制;以及
控制器(140),其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)所述第一姿態(tài)控制模塊和所述第二姿態(tài)控制模塊的致動以使所述交通工具在所述交通工具的三個軸線(VC)中的至少一個軸線上旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述控制器被配置為進行以下至少一個:
組合地致動所述第一姿態(tài)控制模塊和所述第二姿態(tài)控制模塊;
獨立地致動所述第一姿態(tài)控制模塊和所述第二姿態(tài)控制模塊;以及
以預(yù)定次序致動所述第一姿態(tài)控制模塊和所述第二姿態(tài)控制模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述至少兩個動量輪被布置成沿著所述交通工具的三個軸線中的至少兩個軸線提供零動量交通工具姿態(tài)控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),
其中所述有限行程兩軸萬向節(jié)包括至少兩個致動器、動量輪平臺(121)和基座(300),所述動量輪被安裝到所述動量輪平臺并且所述至少兩個致動器提供所述動量輪平臺與所述基座之間的相對運動,所述有限行程萬向節(jié)的行程被所述至少兩個致動器的行程量和所述基座的限制結(jié)構(gòu)中的一個或多個限制;以及
其中所述至少兩個致動器被確定大小以提供基本等于所述有限行程兩軸萬向節(jié)的角速度矢量和所述動量輪的角動量矢量的叉積的轉(zhuǎn)矩水平。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中所述至少兩個動量輪中每一個的角動量矢量被沿著所述交通工具的共用軸線布置,并且所述錐體構(gòu)型與朝向所述交通工具的所述共用軸線翻轉(zhuǎn)的所述反作用輪一起定向。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其中與所述至少兩個動量輪的所述控制軸線共用的所述至少一個控制軸線是所述交通工具的掃描軸線。
7.一種用于控制交通工具(100)的姿態(tài)的方法,所述方法包括:
控制第一姿態(tài)控制模塊(120)和第二姿態(tài)控制模塊(130)的致動以在所述交通工具的三個軸線(VC)的至少一個軸線上旋轉(zhuǎn)所述交通工具,其中控制所述第一姿態(tài)控制模塊的致動包括利用有限行程兩軸萬向節(jié)(126)使每個動量輪沿著所述交通工具的所述三個軸線中的兩個軸線樞轉(zhuǎn);
其中所述第一姿態(tài)控制模塊是以第一敏捷度水平提供零動量交通工具姿態(tài)控制的動量輪模塊(121)并且所述第二姿態(tài)控制模塊是以第二敏捷度水平沿著與所述動量輪模塊的控制軸線共用的至少一個控制軸線提供交通工具姿態(tài)控制的錐體反作用輪模塊(131),其中所述第一敏捷度水平大于所述第二敏捷度水平。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中有下列至少一種情況:
根據(jù)定向所述交通工具所需的預(yù)定角加速度速率分級協(xié)調(diào)所述第一姿態(tài)控制模塊和所述第二姿態(tài)控制模塊的致動;
所述第一姿態(tài)控制模塊和所述第二姿態(tài)控制模塊被組合控制;
所述第一姿態(tài)控制模塊和所述第二姿態(tài)控制模塊被獨立控制;以及
所述第一姿態(tài)控制模塊和所述第二姿態(tài)控制模塊被以預(yù)定次序控制。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中所述動量輪模塊中的每個動量輪的角動量矢量沿著所述交通工具的掃描軸線布置,并且所述錐體反作用輪模塊中的每個反作用輪朝著所述交通工具的所述掃描翻轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法,其中控制所述第一姿態(tài)控制模塊和第二姿態(tài)控制模塊的致動實現(xiàn)第一角加速度水平以在第一角度觀測場內(nèi)的點之間移動所述交通工具,并且實現(xiàn)第二角加速度水平以將所述交通工具定向到不同于所述第一角度觀測場的第二角度觀測場,其中所述第二角加速度水平小于所述第一角加速度水平。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法,其中所述第二角加速度水平提供所述交通工具的多達三個軸線運動,并且所述第一角加速度水平提供所述交通工具的兩個軸線運動。