随着航天器超大型化与轻量化发展，采用铰链连接的大尺度空间桁架结构应用日益广泛，而连接特性、截面非对称构型以及复杂弯扭耦合特征，给系统动力学的高精度建模与耦合振动控制带来了严峻挑战。针对这类铰链周期连接、考虑弯扭耦合的超大尺度结构，本文将其等效为由截面非对称单胞梁构成的组合结构，发展了一套求解超大型连接组合结构频率的精确解析理论。该理论首先基于Timoshenko梁理论建立考虑弯扭耦合变形的动力学模型，然后根据连接界面处位移、剪力、弯矩、扭矩和转角的匹配条件进行铰链连接结构的组装，建立组合结构整体的特征方程，最终获得系统的固有频率和解析的全局模态。通过与已有文献和有限元软件ANSYS的结果对比，验证了该解析理论的精确性。参数分析表明，当铰链连接刚度增大时，结构固有频率逐渐趋近于刚性连接下的频率值，且本文方法的计算误差不随结构长度的增大而增大，仍保持较高的计算精度。最后，将该方法应用于含中心刚体的超大尺度航天器动力学建模与求解分析，结果表明：随着航天器尺度增大，传统假设模态法的计算误差显著增加（10%以上），而本文方法始终保持高精度，为超大尺度航天器在复杂空间环境中的运行和控制设计提供了理论支撑。
CJA