本文针对浮空器自由升空过程,对浮空器的运动特性以及稳定状态下吊舱结构的振动特性进行了仿真分析。论文针对目前国内在浮空器锚泊状态动力学以及振动仿真方面研究较为薄弱的现状,结合实际情况,较为系统的研究了浮空器锚泊状态下的运动特性以及振动特性。本文主要展开了以下研究工作:(1)浮空器运动特性计算应用牛顿定理、动量定理及动量矩定理建立浮空器空间六自由度运动模型,分别考虑浮空器在理想状态下、恒风干扰状态下以及阵风干扰状态下浮空器的运动运动特性,并通过Matlab软件进行数值仿真分析。(2)吊舱结构振动特性计算应用有限元理论建立吊舱结构的振动分析模型,将吊舱有限元模型以铰接形式连接在浮空器上,外载荷激励为浮空器对吊舱结构的作用力。通过ANSYS软件计算吊舱结构的固有频率、模态振型等相关参数,并采用模态叠加法进行动力响应计算。通过以上研究工作,本文主要有以下结论:(1)浮空器在无风和恒风状态下自由升空时,浮空器会稳定在空间一点,振动幅度非常小,可以忽略不计;在阵风状态下自由升空时,浮空器在某一小范围空域内震荡,震荡情况随风速的变化而变化。(2)浮空器在无风状态下的平衡位置为初始升空点正上方;在有风干扰的情况下,浮空器的平衡位置会沿风向有一定的偏移,偏移量随风速的增加而增大。(3)无风状态下,浮空器稳定时俯仰角最小,并随着风速的增加,稳定时俯仰角增大。(4)吊舱结构的振动在无风以及恒风状态下很小,可以忽略不计;在阵风状态下的振动不可以忽略,并且振动情况随着风速的变化而变化。