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根据矩阵分析理论研究了转动惯量参数的可辨识性问题，从姿态动力学方程导出关于未知参数的线性回归模型，将回归矩阵的条件数作为参数可辨识度的定量指标，以可辨识度最大为目标函数建立最优控制模型；应用解最优控制问题的伪谱法，计算控制力矩陀螺的指令轨线，使得惯量参数的辨识精度和收敛速度显著提高；在仿真中采用双无迹卡尔曼滤波算法进行参数辨识，结果验证了所提出的最优激励设计方法可以改善参数辨识性能，同时该方法对先验信息误差具有鲁棒性。