随着科技的发展,轻质和柔性构件在工程中的应用越来越多,另外机构的运行速度加快,运行精度的要求越来越高。如何消除因为柔性而产生的弹性振动成为一个急需解决的问题。本文基于此背景研究柔性臂的动力学及其轨迹控制问题。首先,采用虚拟钢性臂假定和模态截断方法,运用Lagrange方程,建立了平面双连杆柔性臂的动力学模型和奇异摄动模型并对模型进行分析,找出引起振动的主要因素。其次,针对动力学模型的非线性特性,深入研究了柔性臂的非线性鲁棒控制方法,设计了模糊PD控制器,该控制器由PD控制和模糊控制构成,避免了单纯线性PD控制鲁棒性不强的问题,控制器结构简单、容易实现,对不同期望轨迹的跟踪上具有很好的鲁棒性;针对奇异摄动模型设计了自适应滑模PD控制器,该方法的特点是对系统中各个等效的摄动参数分别进行自适应估计和补偿,因而控制算法简单,易于工程实现,解决了传统PID控制初始力矩过大的问题,并对柔性臂结构参数的变化有一定的自适应能力。最后在对算法进行理论推导的基础上,应用Matlab/simulink,对各个算法和系统进行了仿真,检验了算法和控制方案的可行性。