单框架控制力矩陀螺(singlegimbalcontrolmomentgyroscope，简写为SGCMG)是我国进行外层空间探索的关键技术，由于它输出力矩范围大，控制精度高，经常应用于大型机动卫星以及空间站的姿态调整中。本文以单框架控制力矩陀螺为背景，对其动力学进行了研究，包括模态分析，频率响应分析、随机振动分析，数学建模和ADAMS联合仿真分析等。 论文首先综述了国内外控制力矩陀螺的发展和应用状况，介绍了单框架控制力矩陀螺的特点和动力学的分析方法。其次，详细分析计算了Barden105H型角接触球轴承的轴承刚度和发热量。再次，本文使用大型有限元软件MSC．Patran/Nastran对陀螺进行了动力学与热力学性能的分析：模态分析、温度场分析、频率响应分析和随机振动分析。接着论文针对这一类单框架控制力矩陀螺利用欧拉角法和四元数法进行了建模，详细推导了力矩陀螺的计算模型，并且编写了数值计算程序。最后，比较了数值计算程序和ADAMS相应的分析结果，两个软件相应的仿真结果非常吻合，从而验证了力矩陀螺数学模型的正确性及程序的有效性。 最后，关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。