柔性臂因其更快的运动速度和更少的能耗,近年来在工业生产、日常生活和航空航天等领域的应用逐渐增多。但是由于柔性臂连杆刚度低,较易产生振动从而影响末端的运动精度;而仅靠柔性臂系统结构自身阻尼无法实现振动的快速消除。这些特点使得柔性臂系统的控制充满挑战。因此本论文针对单连杆柔性臂系统,研究了考虑末端振动抑制和增加阻尼可控结构的柔性臂系统的末端轨迹跟踪运动控制方法。具体将从以下六个章节展开:第一章介绍了柔性臂系统的应用场景和研究意义;针对国内外关于柔性臂系统的建模、系统辨识、控制器设计和抑振作动器等的相关研究进行介绍;介绍论文相关研究内容和组织结构。第二章建立了柔性臂系统的动力学模型。首先分析了悬臂梁的弯曲振动方程;其次在考虑了柔性臂系统的高阶模态截断误差的前提下,根据扩展汉密尔顿法和假设模态法建立了力矩驱动的柔性臂连杆的数学模型;再次分析了考虑电机库伦摩擦力的柔性臂系统驱动力矩模型;最后综合各子系统,获得旋转直流电机驱动的柔性臂系统的整体动力学模型,并分析了柔性臂系统的运动特点。第三章进行了柔性臂系统辨识与模型参数估计。提出采用频域辨识、最小二乘辨识、子空间辨识和补偿模型误差的子空间辨识的四种方法来获得柔性臂系统模型结构和模型参数。设计了估计模型参数的系统激励信号,分析了四种辨识方法获得柔性臂系统模型的适用性和准确性。第四章提出了基端驱动柔性臂系统的自适应鲁棒控制算法,以使系统在保证末端轨迹跟踪准确的同时进行振动抑制。首先分析了柔性臂系统的控制算法设计难点;其次根据柔性臂系统的动力学模型设计了自适应鲁棒控制算法,通过在线自适应模型补偿来抑制模型参数不确定,采用鲁棒反馈控制来抑制干扰影响,并引入振动反馈控制来抑制连杆末端小幅振动。采用李亚普诺夫法理论证明了所设计闭环系统的稳定性;最后在旋转电机驱动的柔性臂系统上进行了实验验证,对比了传统控制算法PID、LQR和所提算法的实验效果,结果表明提出的算法兼顾了柔性臂系统末端跟踪准确性同时减小了振动。第五章提出了一种阻尼可控和基端驱动联合的柔性臂系统及其控制方法,进一步实现振动抑制和提高末端轨迹跟踪精度。首先提出了基于磁流变阻尼器的阻尼可控柔性臂系统平台的设计方案;其次利用拉格朗日法建立了基于磁流变阻尼可控柔性臂系统的动力学模型;最后结合基端驱动控制算法和阻尼控制算法设计了联合控制算法,并仿真验证了该算法的有效性。第六章对全文进行总结并对阻尼可控和基端驱动柔性臂系统研究进行展望。