随着现代导弹防御系统不断升级以及对导弹命中精度的要求不断提高，研究具有机动能力的新型弹头，已经成为弹道导弹主要发展方向之一。变质心弹头由于执行机构在弹头壳体内部，无外露控制部件，可使弹头保持良好气动外形，避免诸如空气舵烧蚀等问题。因此，针对这种变质心弹头的研究具有重要的意义。本文以一种滚转单通道控制变质心弹头的变质心装置为研究对象，建立弹头的运动方程，结合制导控制方法分析弹头的再入弹道及动力学特性，并对弹头变质心装置与总体设计相关的主要参数进行优化和分析，同时形成一种变质心装置总体优化方法。　　本文主要工作如下:　　(1)建立变质心弹头运动方程。运用牛顿欧拉方法建立变质心弹头动力学及运动学方程。　　(2)再入弹道方案及动力学特性初步分析。结合建立的动力学模型及有关制导控制方法，对再入弹道方案进行了分析，提出了一种基于采用高空小动压区持续下压，低空适当高度进行弹道拉起，然后采用滚转飞行直至命中目标的变质心弹头再入弹道方案，得出符合工程需求的再入弹道;针对变质心装置中质量块相对于弹头运动的情况，对移动质量块的受力情况、移动质量块运动及由于质量块运动引起的滚动控制耦合特性分析。　　(3)弹头变质心装置总体参数优化研究。建立变质心装置参数优化模型，确定优化方法，分析明确了相应的优化变量和设计约束条件，结合再入弹道，对变质心装置总体参数进行优化，并对仿真结果进行分析研究。　　(4)最后对全文工作进行总结，并展望后续需要进一步开展研究的工作。