火箭是进行太空探索的重要工具,亦是国家综合国力的重要标志。全箭动态特性分析是火箭姿控系统设计和载荷分析的基础,在总体设计中有着重要地位。然而,一方面,随着火箭尺寸和重量的增大,全箭模态试验成本越来越高,难度也越来越大;另一方面,在工程实际中,均存在一定程度的不确定性,火箭作为一个极其复杂的结构系统尤其如此。因此如何高效、精确地建立火箭结构动力学仿真模型,科学地评估不确定参数对结构动态特性的影响,是火箭建模和分析领域中的重要课题。本文基于模态综合法进行试验-有限元混合建模来降低复杂子结构建模偏差的影响,并采用代理模型优化方法进行含不确定参数结构的模态偏差分析。试验-有限元混合建模是基于子结构模态综合法完成的,首先利用子结构的试验频率、振型等数据构造试验子结构,然后替换掉分析模型子结构并进行模态综合。本文在原有双协调自由界面模态综合法基础上,系统推导了生成第二次坐标变换矩阵的一步方法,使之能够应用于多个子结构在一个面对接的复杂对接情况。并设计了三种混合建模方案,通过全箭算例模型对三种混合建模方案进行了对比探讨。使用区间参数描述不确定性,含不确定参数结构固有频率的求解对应于广义区间特征值问题。传统的遗传算法等优化方法求解区间分析时虽然能避免区间扩张,得到高精度解,但计算量非常大。本文将径向基代理模型优化方法应用到广义区间特征值问题中,通过框架结构算例与矩阵摄动法、遗传算法等方法进行对比,并对火箭惯性器件舱段进行模态偏差分析,验证了本文方法求解的精确性和高效性。基于Patran二次开发语言PCL和C++语言跨平台开发库QT,针对火箭的纵横扭一体化、惯性器件舱段、捆绑连接结构等的建模,进行了快速建模软件的开发,并将试验-有限元混合建模和模态偏差分析功能集成到该软件中,完成了一套用于火箭结构动力学建模和模态偏差分析的工程软件。以纵横扭一体化建模模块为例展示了软件功能的验证与测试,软件操作界面良好,运行流畅,具有较强的工程应用价值。