柔性机械臂具有操作灵活、质量轻、耗能低和运动范围广的优点,因此其应用获得越来越广泛的关注。但是由于柔性臂系统同时兼有非线性、强耦合和时变的特点,这使得柔性臂的振动问题尤为突出,给柔性臂的精确定位带来了不便。为了抑制柔性臂的振动,本文采用组合式结构的柔性臂(简称组合柔性臂),然后再采用二次型原理设计组合柔性臂的运动调节器,通过这两种方式来抑制柔性臂的振动。本文首先运用ANSYS建立组合柔性臂的有限元模型,对模型进行静、动态仿真,同时基于组合柔性臂试验台对组合柔性臂进行静、动态实验。通过仿真结果与实测结果的比较验证了组合柔性臂有限元模型的精确性,进而利用仿真的结果与实测结果研究了组合柔性臂的力-变形特性以及它的抑振性能。然后建立了组合柔性臂的等效动力学模型,利用该模型建立了组合柔性臂的集中参数振动微分方程,并通过二乘法进行参数识别确定了该方程的系数,同时确定了组合柔性臂的形函数以及摩擦耗散函数。考虑到组合柔性臂的摩擦耗散作用,利用带耗散函数的拉格朗日方程建立了组合柔性臂的运动微分方程组,将该方程组线性化转变为状态方程的形式,并基于此状态方程采用二次型最优控制原理设计了组合柔性臂的运动调节器。最后利用MATLAB/SIMULINK分别对组合柔性臂和整体柔性臂在无调节器和有调节器控制的两种情况下的运动进行仿真。仿真结果显示采用组合式结构柔性臂,并利用二次型输出调节器对它的运动进行控制可以取得良好的抑振效果。