针对低成本、清洁、可重复使用及基于高压气动推冲器的的运载火箭级间分离系统,设计合理的分离时序,根据不同分离阶段建立分离体的动力学模型;根据气体动力学原理建立包括气瓶、气缸、管路的动态数学模型;最后在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,得到分离过程中气动系统压力变化和分离体运动参数变化曲线,并通过仿真分析分离气缸缸径、气管管径等参数对分离距离的影响规律,同时考虑残余推力偏心和质心偏差等因素对分离的影响,采用Monte Carlo方法分析了分离过程中分离体的相对运动范围。结果表明所建立数学模型能够正确反映分离过程中参数的变化,且在偏差干扰条件下,分离体相对运动在安全范围内,进一步验证了该分离系统具有可行性。