大挠度空间机械臂是航天领域的一种常见的装置,被用来执行一些航天器的舱外抓取、搬运和自我检修等任务。这种装置造价昂贵,抗干扰能力弱,在执行较为精确的任务时,容易受到外界激励,从而产生振动。在这种情况下,往往需要等待整个装置回到较为稳定的状态后才能继续下一步的操作,整个过程需要耗费很长的时间和很多财力、物力。对这类大挠度空间机械臂的振动特性研究和振动控制一直是航天领域的热点问题,吸引了很多学者对此进行研究。本文将大挠度空间机械臂简化成绕中心刚体作定轴转动的柔性梁,引入一种增强型主动约束层阻尼(Enhanced Active Constrained Layer Damping简称EACLD)结构对其进行振动控制。EACLD控制方法是在传统ACLD控制的基础上发展起来的,EACLD柔性梁模型由三层复合而成,分别是压电约束层,粘弹性阻尼层以及基梁层,同时在压电约束层的两边各增加一个边端元体,以提高压电约束层的主动作动效果。以往EACLD力学模型将边端元体简化为不计质量的线性弹簧,本文在建模时进一步将边端元体简化为弹簧-质点系统,所得到的力学模型可同时计及边端元体的质量效应和刚度效应。本文首先介绍了压电材料和粘弹性材料的基本理论,包括压电材料在四种不同边界条件下的本构方程以及几种常见的粘弹性阻尼模型描述,如GHM模型,复模量模型等。并从中选择了复模量模型和第二类边界条件下的压电本构方程。本文考虑了横向弯曲引起的纵向缩短以及高阶耦合变形量,利用欧拉-伯努利梁理论,用复剪切模量模型描述粘弹性阻尼,以假设模态法离散系统的变形场,采取闭环控制的策略,基于第二类拉格朗日方程推导出EACLD梁的高次刚-柔耦合动力学方程。使用MATLAB计算软件对梁的动力学问题进行程序的编写,进行数值仿真计算。基于新的动力学模型研究了定轴转动EACLD梁和ACLD梁随转速变化的频率、阻尼比系数。对系统动力学响应进行了分析,研究了边端元体质量,等效弹簧刚度,主被动控制层覆盖率,控制增益等参数对系统动力学振动抑制效果的影响。本文研究结果可为空间柔性机械臂系统的振动控制设计提供理论参考。