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悬臂式单框架控制力矩陀螺（SGCMG）的高速转子在运行过程中将会激发复杂的微幅高频振动，迄今对SGCMG的这种振动特性的认识既不准确也不完整。首先，在线性假设的基础上分析了径向振动的来源---静动不平衡量所产生的离心力和力偶以及预紧轴承滚动面的几何误差产生的预紧力的波动；其次，在结构的基础上利用分析力学的方法得到了悬臂式高速转子的径向振动模型---相互耦合的二阶常微分方程组；最后，通过数值仿真和测试结果的对比验证了分析的合理性和模型的有效性。