单框架控制力矩陀螺作为现有大部分航天器包括空间站、航天飞船、卫星等的重要组成部分，担负着对其航天器载体进行姿态稳定控制以及导向的重要责任，其性能的好坏直接关系到这些航天器飞行过程中的稳定性，对整个飞行任务起到关键性的作用。单框架控制力矩陀螺的生产、运输以及工作的整个生命周期中承受的来自外界的各种冲击载荷的作用可能会导致陀螺结构整体或者局部的失效，因此必须对其进行抗冲击载荷能力的研究。本文以单框架控制力矩陀螺所承受的冲击载荷环境为基础，研究了冲击响应谱时域载荷合成方法，并对对单框架控制力矩陀螺的抗冲击能力进行研究，具体内容如下：首先，以冲击动力学与冲击响应谱的理论为基础，对单框架控制力矩陀螺冲击响应谱时域冲击载荷的拟合方法进行研究，用一系列频率在特定范围内变化的加有正弦窗的正弦波为基波，通过调整和控制基波函数的幅值、持续时间、基波中包含的半正弦波的数量合成了冲击响应谱时域载荷曲线。合成的载荷能产生与单框架控制力矩陀螺所受实际冲击环境载荷一样的冲击响应谱。其次，以冲击响应谱时域载荷合成方法为基础，以Matlab为工具开发冲击响应谱时域载荷合成的软件。该软件程序能计算冲击响应谱的时域加速度载荷和位移载荷，软件程序中嵌入了与大型商业有限元分析软件如Hyperworks、Ideas、Ansys等的数据接口，使得该软件所计算出的合成载荷数据可以与商业分析软件进行数据交换，从而将冲击响应谱时域载荷合成方法应用到工程分析当中。然后，以单自由度弹簧质量系统以及简单多自由度系统为对象，在系统上施加经典半正弦波冲击载荷与合成冲击载荷，通过对比系统在两种载荷作用下的时域响应结果和冲击响应谱来评价合成冲击载荷的性能。对比结果显示，合成的冲击载荷能更真实地仿真出结构受到冲击载荷后的响应效果。最后，建立单框架控制力矩陀螺的有限元计算模型，并对其进行冲击响应分析，分析结果表明单框架控制力矩陀螺在其冲击环境载荷的作用下，结构不会发生破坏，并且在承受冲击载荷的能力上具有较大的裕度。