机械臂的柔性是工业机械臂和空间机械臂向轻量化、高速、高精度、高可靠性发展的重要研究方向,然而驱动命令引起的振动降低了柔性机械臂的位置准确性以及控制精度,寻求高精度的模型和控制效果更好的控制器是解决这个问题的关键。本论文分别对柔性机械臂的动力学模型以及新的控制方法进行了研究,论文具体的研究方法、科学贡献及结论将从以下几个方面论述。本论文研究了单连杆柔性机械臂无穷模态的高模动力学及振动控制问题。前面学者研究主要研究第一模态的振动及控制问题,我们在研究中发现,当梁的长度较长以及检测关注点为梁的中部时,高模激励的振动对系统动力学有较大影响,不能被忽略。然后针对高模动力学特性设计了连续函数控制器,最后通过仿真和实验的方式验证了新控制器的有效性以及对系统误差的强鲁棒性。本论文研究了单连杆柔性机械臂无穷模态Duffing动力学及振动控制问题。前面学者对柔性机械臂的研究中很少涉及Duffing振子的动力学,我们在研究中提出了柔性机械臂无穷模态的Duffing动力学模型,并研究了其动力学特性,然后针对Duffing振子设计了SMD控制器和MMD控制器,最后通过仿真和实验的方式验证了两个控制器能有效抑制Duffing振子系统的振动及对系统误差的强鲁棒性。本论文研究了单连杆柔性机械臂的耦合模态动力学问题,前面学者对柔性机械臂的研究中很少涉及模态之间相互耦合的问题,我们在研究中提出了柔性机械臂前两个模态之间相互耦合的动力学模型,并通过仿真分析了动力学特性,然后验证了该模型比线性模型更为精确,最后给出了模型的自由振动求解。本论文研究的成果不仅能应用于工业机械手以及空间机械臂的振动控制,而且能应用于其他诸如塔式吊车,桥式起重机,直升机吊挂,贮箱液体晃动等领域的振动控制,具有重要的研究意义和价值。