随着科学技术的发展,柔性机械臂被广泛应用于工业、军事、航空航天等各个领域。但柔性机械臂具有较强的刚柔耦合特性,在作业时会产生弹性振动,不仅导致系统难以实现精确定位,而且缩短了机械臂的使用寿命。因此,在进行柔性机械臂系统运动控制的同时,需要抑制其弹性振动。本文主要从柔性机械臂系统的动力学建模、抑振轨迹规划、轨迹跟踪控制和振动抑制控制的角度进行了研究。首先,根据单连杆柔性机械臂系统的动力学特性,利用假设模态法和Lagrange原理建立了系统的动力学模型,通过模态分析和数值仿真验证了该模型的准确性和有效性。其次,针对柔性机械臂系统的抑振轨迹规划问题,采用云自适应差分进化(Cloud Adaptive Differential Evolution,CADE)算法寻找抑振指标最小的最优抑振轨迹。仿真结果表明,CADE比传统差分进化(Differential Evolution,DE)算法的轨迹规划效果更好,而且柔性机械臂系统在最优抑振轨迹下运动,具有更小的残余振动。再次,针对柔性机械臂系统的轨迹跟踪控制问题,设计了一种无抖振的全阶终端滑模控制器(Full-order Terminal Sliding Mode Controller,FOTSMC)。在运动过程中,为使系统关节到达目标位置时具有较小的残余振动,控制关节跟踪最优抑振轨迹。在运动结束后,为抑制系统的残余振动,控制系统末端轨迹跟踪目标位置。仿真结果表明,FOTSMC具有较好的抗干扰性和轨迹跟踪效果,而且该控制策略进一步抑制了系统的残余振动。最后,在柔性机械臂系统中加入压电致动器作用,并利用奇异摄动法将压电柔性机械臂系统分解为表征刚性运动的慢变子系统和表征弹性振动的快变子系统。针对慢变子系统和快变子系统分别设计了FOTSMC和BP神经网络PID控制器。仿真结果表明,该控制策略具有更好的轨迹跟踪和振动抑制效果。