液氧液甲烷是未来空间推进领域优选的推进剂组合。本文以液氧液甲烷姿轨控动力系统为研究对象,开展了系统方案的设计工作,采用模块化建模和仿真的思想,利用AMESim开发了系统部组件的仿真模块,建立了全系统的仿真模型,对系统动态特性开展了仿真研究。本文还对低温推进剂在管路中流动过程建立了动力学模型,并对充填过程进行了仿真和分析。本文还考虑了电磁阀后产生的气液两相流对系统动态特性的影响。首先,针对液氧液甲烷姿轨控动力系统方案开展研究,简述了低温推进剂的管理方案,给出了系统的原理图,为动态特性的仿真提供了研究对象。其次,简述了低温推进剂流过常温管路的分布特性,建立了低温推进剂在管路中流动和传热的动力学模型,采用集中参数的方法对液氧单管充填过程开展仿真,并进行了分析。再次,在AMESim上搭建了液氧液甲烷全姿轨控动力系统的通用仿真模型,对系统过渡过程响应特性和水击现象进行分析,得到了阀门开启时序、喷注压降和燃烧时滞对动态特性的影响。对干扰作用下系统的响应特性进行了分析,评估了系统的抗干扰能力。最后,考虑了液氧液甲烷姿轨控动力系统电磁阀后结构壁面的传热会导致发动机启动过程中出现气液两相流,通过对电磁阀后结构做简单化处理,对系统的启动过程开展了仿真研究。结果表明,产生的气液两相流阻碍了发动机建压过程,并提出削弱这种延迟效应的一些方法。