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针对充液航天器大幅液体晃动与全星姿态运动的耦合问题，文章采用三维质心面法建立了储箱级等效力学模型和全星级耦合姿态动力学方程。该方法将储箱内液体等效为只能在其质心面内运动的质心点，而液体晃动对储箱的作用力（含力矩）用质心点与质心面之间的相互作用来模拟，同时利用牛顿欧拉法推导了液体晃动与航天器姿态运动的耦合动力学方程。数值仿真表明，计算结果与其国外实验卫星的在轨测量结果基本一致，从而初步验证了质心面等效力学模型用于全星级大幅液体晃动耦合动力学分析的有效性。