随着挠性机械臂在工业机器人和航天工程中的广泛应用,对于其振动抑制的研究越来越深入。本课题将对其建模方法以及控制器的设计方面进行深入研究,从而实现对其快速、可靠的控制。本文首先需要对所要研究的挠性臂进行动力学模型的推导。为此根据本文研究挠性臂的性质,将其抽象为Euler-Bernoulli梁。然后,利用Lagrange方程对挠性臂进行动力学模型的推导,通过实际测量的参数,计算得到它的状态空间方程,为后续的研究工作提供理论模型。基于PID控制理论,为挠性机械臂的振动抑制建立了PD控制器。通过对其进行仿真和实际测试,发现它可以快速实现挠性机械臂的定位过程,对挠性机械臂的振动也能起到很好地主动控制和削弱作用,但是超调量较大。其次,通过了解滑模控制基本理论,为挠性机械臂的振动抑制建立滑模控制器。通过对传统滑模控制器的仿真研究,发现它虽然可以很好地实现挠性臂的快速定位,但会引入高频的抖动现象。为此,对传统滑模控制器进行了改进,设计了积分型切换滑模控制器。通过对其进行仿真研究和实际测试,发现它可以在满足定位精度的前提下,对挠性机械臂的振动进行很好地控制,并能抑制高频抖动。然后,通过介绍分数阶微积分基本理论,将其应用到滑模控制器的设计中。为挠性机械臂设计分数阶指数趋近律滑模控制器,通过对其进行仿真研究和实际测试,得出它可以实现快速准确定位,并对挠性机械臂的振动进行很好地抑制,同时也抑制了高频抖动,达到了很好的控制效果。最后,设计了挠性机械臂振动抑制测试平台。在该平台上对各种控制算法的控制效果进行实际测试,并对得到了测试结果进行分析,得出各种控制方法对于挠性机械臂定位控制与振动抑制的优劣。