研究了基座运动扰动和末端操作对象惯性力影响下，大范围运动移动柔性操作臂系统的耦合非线性动力学特性。首先根据柔性臂的边界条件构成，推导了考虑末端操作对象惯性力的柔性臂系统模态振型函数。利用多尺度法求解了考虑基座大位移刚体运动与柔性臂弹性变形的高阶耦合项的系统非线性动力学模型，并推导出了系统的平均方程。结合直角坐标变换与新推导的模态振型函数，分析了基座运动存在波动情况下，操作臂系统的幅频特性以及参数振动稳定性。结果 表明，末端操作对象的惯性力会显著影响柔性臂系统的振型形状及节点位置。基座轴向运动波动会导致柔性臂系统发生参数激振而基座横向运动波动会导致柔性臂系统发生受迫振动。并且在柔性臂前两阶模态发生主参数共振时，操作对象的惯性力以及基座轴向运动波动幅值对系统幅频特性以及稳定边界均有较大的影响。研究结果对柔性操作臂的动态特性分析及振动控制具有一定的指导意义。