文章以弹丸外弹道经典理论为基础，将弹丸分为静不稳定旋转弹、非旋转尾翼弹和旋转尾翼弹三大类。对各类弹丸飞行姿态进行运动学分析后，得到三种弹丸在外弹道直线段的一般运动规律，合理的将弹丸复杂的空间角运动分解为绕自身轴线的转动、相对于速度矢量线的章动以及章动平面内的进动三个独立分运动，为弹丸飞行姿态模拟试验装置的设计提供了理论依据。结合机械动力学知识，利用三个独立的伺服电机为模拟弹丸自转、进动和章动提供动力源，应用球铰和万向节等特殊机械结构来限制机构运动的自由度。将弹丸运动姿态模拟试验装置的三维模型转换成有限元模型和ADAMS仿真模型。在ANSYSWorkbench软件中采用模态分析和谐响应分析两种方法对有限元模型进行振动特性研究，得到模型的固有频率和关键零部件的变形频响函数曲线，保证设备在远离可能发生共振区域的频率内稳定的运行。利用ADAMS机械系统仿真软件对弹丸飞行姿态模拟试验装置的动力学模型进行分析，分别模拟三种不同类型弹丸的飞行姿态。一方面可以直观的反映出零部件之间相互运动关系，及时发现运动干涉和设计不合理的结构，并加以改进；另一方面可以测出所需零部件的运动轨迹曲线和受力情况。软件测量的轨迹曲线与弹丸飞行姿态运动学分析得出的数学理论曲线类型一致，从而验证了模型设计的合理性。受力情况的测量还可以为动力系统的选型提供数据参考。