基础振动机械臂是一种安装基础或者自身运动平台存在振动的机械臂,如海上起重机、车载移动机器人等。机械臂在作业过程中除了会受到惯性参数的不确定性与关节摩擦等干扰以外,还会受到基础振动所带来的强烈干扰,这对整个系统的控制稳定性和准确性带来了严峻挑战。海上机械系统是一类典型的基础振动机械臂,受波浪、潮汐和风的影响,机械臂的高精度运动控制一直以来是个难点,目前大多数传统控制方案已经不能满足机械臂在某些海上复杂环境下的应用要求,而且对此类机械臂的强鲁棒控制研究较少,一些鲁棒控制对于外界振动干扰的影响考虑不充分,对系统参数摄动建模以及摄动界的确定较为保守。因此建立高性能的鲁棒控制策略来增强系统抑制振动的能力、提高控制精度和鲁棒性具有重要意义。针对以上问题,本文以海上机械系统为背景,旨在研究基础振动机械臂的鲁棒跟踪控制策略,主要研究内容如下:（1）根据研究背景对基础振动机械臂进行建模分析和设计,并阐述模型细节;以此模型为基础,分析其动力学特性,利用拉格朗日法建立机械臂关节力矩与运动状态之间的动力学模型并分析系统的参数不确定性;通过Matlab的Robotics System Toolbox和simscape仿真平台验证动力学模型的准确性。（2）以基础振动机械臂动力学模型为基础,分别基于μ综合法和混合灵敏度法建立两种H∞控制器进行对比分析。首先,为了减少系统的非线性,提出一种非线性状态反馈方法将系统转变为虚拟线性对象,为了对干扰进行初步抑制,基于PD反馈控制策略对虚拟线性对象进行整形;其次,为了使控制系统的保守性降低,采用矩阵多面体对惯性矩阵不确定性进行分析和描述,进一步转化为线性分式变换形式;再次,根据设计指标选择合适的加权函数,建立系统广义控制对象P,为了进行对比分析,在标称情况下建立广义控制对象P1;最后,对两种广义控制对象的鲁棒控制器进行求解,对其频率响应进行对比,验证了所求控制器满足系统鲁棒性能及鲁棒稳定性要求。（3）考虑到滑模控制不需要系统精确的数学模型以及对于外部干扰和参数不确定性等具有较强的鲁棒性等优点,以基础振动机械臂动力学模型为基础,提出一种可变增益积分滑模控制方法,并证明了其可达性与全局稳定性。可变增益在面对外界干扰时具有较强地自适应性,能够对系统结构进行动态地调整,使系统按照预期的滑动模态的状态轨迹运动,加快系统误差达到全局渐进稳定状态。积分滑模面的存在对于抑制外部振动干扰、克服模型不确定性以及削弱抖振有着很好的效果,为了进一步减弱控制器的抖振,使用饱和函数代替符号函数设计控制器。（4）分别搭建Matlab/simulink仿真模型与基础振动机械臂实验平台,对提出的控制方法进行位置控制和轨迹跟踪仿真,采用快速控制原型技术对实验台进行位置控制实验。对几种控制器的仿真与实验结果进行分析和对比,并将PID控制器作为对照,证明了提出的控制算法具有很高的控制精度、很好振动抑制能力与强鲁棒性,并分析和阐述了几种控制方法之间的性能差异。