随着科技水平的不断发展,人们对于太空的探索活动也越来越频繁。但是,由于特殊的环境,使得许多危险的任务单独依靠宇航员很难完成。而空间柔性机械臂的应用可以大大降低宇航员执行任务时所遇到的危险,因此,利用空间柔性机械臂协助或代替宇航员完成任务具有很重要的意义。空间柔性机械臂的相关研究已经成为了空间技术领域的重要方向。本论文以大负载柔性机械臂为研究对象,利用Kane方法对其进行了动力学建模,并对其振动主动控制策略的设计展开了相关研究。本论文来源于教育部博士点基金课题《太空柔性机械臂的低速高精度定位与快速振动抑制》(20110005120004),具体工作如下：首先,对本论文的研究背景进行了论述,调研国内外柔性机械臂的研究以及应用情况,并总结了柔性机械臂的关键技术,主要包括柔性臂动力学建模理论,柔性臂振动主动控制策略研究,以及国内外研究学者对柔性臂实验系统的研究,明确了本论文的主要研究内容。其次,以大负载单杆柔性机械臂为研究对象,在考虑中心刚体,柔性臂杆和末端集中质量的情况下,利用假设模态法和Kane方法,推导出了大负载柔性机械臂的动力学方程,并给出了大负载柔性机械臂的边界条件,通过仿真验证了柔性机械臂在此约束条件下的动力学特性。再次,运用奇异摄动法对大负载柔性机械臂系统进行分解,并设计动态滑模控制器以及最优控制器,然后在建立大负载柔性臂的动力学模型的基础上,运用奇异摄动理论将柔性臂系统分解成为了代表大范围刚性运动的慢变子系统和代表小范围弹性振动的快变子系统,在此基础上分别针对两个系统设计了动态滑模控制方案与最优控制方案。并且利用状态反馈控制设计方法对系统进行了振动抑制。最后,依据大负载柔性臂振动控制的实验原理,对本次实验所需要的设备进行了选型以及相关说明,然后,搭建大负载柔性机械臂振动控制实验平台,并在此平台上进了相关振动控制实验,验证了本文所设计的控制算法的有效性,并将结果与之前的数值仿真结果进行了对比。