液体火箭构造非常复杂，其内部装有大量的推进剂流体，在发射过程中，飞行速度从零增加到每秒几千米，经历不同的环境，常常伴随着复杂的动力学现象。随着液体推进剂的消耗，当液体火箭的推进系统和结构纵向振动系统发生耦合时，液体火箭就会发生不稳定的POGO振动。POGO振动会产生火箭的敏感元件与仪器设备以及宇航员所不能接受的振动环境，同时，增加了推进系统流体脉动对发动机系统的工作过程带来很多不利的影响。因此，研究液体火箭POGO振动系统的力学和物理机理，掌握物理参数对POGO振动系统动力学行为的影响规律是非常必要的。为此，本文具体研究内容如下：基于液体火箭推进系统各个单元的构造特点以及流体扰动特性，采用流体质量守恒、动量守恒和能量守恒定律，建立了液体火箭推进系统各个单元的流体扰动的动力学模型。考虑推进系统各个单元的耦合条件，建立液体火箭推进系统的动力学模型。利用离散傅里叶变换法，分析了发动机泵的非线性特性对液体火箭推进系统频率和响应的影响。采用模态有效质量理论，提出了一种从液体火箭整体模型中自动辨识箭体结构系统的纵向模态方法，以具有集中质量系统振动特性为算例，讨论了自动辨识方法的有效性和优点。考虑液体火箭推进系统流体脉动对箭体结构系统的作用力，采用结构模态理论，建立了箭体结构纵向振动系统的动力学模型。考虑液体火箭推进系统与箭体结构纵向振动系统的耦合关系，建立了液体火箭POGO振动系统的动力学模型。通过对液体火箭POGO振动系统的特征值进行分析，进一步说明了工程中采用安装蓄压器的方法对于抑制POGO振动的必要性。采用Rugge-Kutta法对POGO振动系统的响应进行数值模拟，在POGO振动系统处于平衡稳定状态下，研究了发动机泵非线性特性对液体火箭POGO振动系统响应的影响。采用振动系统的小扰动理论和全微分理论，在工作状态附近，对推进系统中各单元的非线性流体脉动的动力学模型线性化问题进行研究，建立了液体火箭推进系统的等效线性化动力学模型。考虑线性化的推进系统与箭体结构纵向振动系统的耦合关系，建立了液体火箭POGO振动系统的等效线性化动力学模型。采用稳定性理论中的Routh-Hurwitz判据，研究了POGO振动系统的临界参数方程，应用数值方法，分析了物理参数对POGO振动系统稳定性的影响。基于POGO振动系统的稳定性条件和影响POGO振动系统的主要参数的分布规律，采用蒙特卡洛法，进行了液体火箭POGO振动系统的模拟打靶计算机实验。针对液体火箭POGO振动系统处于稳定条件下，基于液体火箭推进系统与POGO振动系统的等效线性化动力学模型。以区间数学为理论基础，提出了分析液体火箭推进系统频率特性灵敏度的区间方法，利用数值方法，讨论了推进系统的物理参数对推进系统频率特性的影响。采用动态灵敏度理论，建立了液体火箭纵向振动响应灵敏度的时域分析模型，应用Newmark积分法，研究了推进系统的流体惯性、阻力和刚度参数对液体火箭纵向振动响应的影响。