随着航天事业的迅速发展和对太空探索的不断深入,空间技术和机器人技术得到了迅速发展,空间柔性机械臂由于其质量轻、速度快、精度高、耗能低和作业适应性强,在航天、航空和机器人领域中获得了广泛的应用。利用柔性机械臂完成一些太空作业任务具有重要的意义,已经成为空间技术研究领域内的一个重要研究方向。在工程中,以柔性机械臂为代表的柔性多体系统或刚柔耦合系统的应用越来越多,这类系统的特征是既有大范围的刚体运动,又同时存在柔性构件的小变形弹性振动,这两种运动相互耦合和相互影响。由于柔性多体系统在航天、航空和机器人等许多高科技领域有着强烈的工程应用背景,因此研究其动力学建模方法及主动振动控制具有重要的理论意义和实际应用价值。柔性机械臂是柔性多体系统的典型代表之一,其结构简单,但包含着丰富的动力学特性,本文以单杆柔性机械臂为对象,研究其动力学特性及振动控制问题,具体包括如下内容：(1)对于柔性机械臂的相关问题作出综述,介绍了当今柔性机械臂的建模研究状况,分析了末端轨迹跟踪的研究背景及研究意义,详细讨论了柔性机械臂领域存在的问题,并比较了各种解决方法。(2)研究了柔性机械臂动力学模型的建立过程。柔性机械臂是一个具有非线性、强耦合、时变特性的复杂系统。在Euler-Bernoulli梁模型的基础上,利用集中质量来表示柔性机械臂的柔性形变,并采用Lagrange公式建立了柔性机械臂的动力学方程。(3)研究了用于柔性机械臂振动控制的线性二次型最优控制和基于变速积分PID控制算法；采用数值仿真比较了柔性机械臂的振动控制效果,指出了在柔性机械臂线性二次型最优控制设计中,选取适当的加权矩阵非常重要；在传统的PID控制设计的基础上,分析了变速积分的PID控制算法,仿真结果表明基于变速积分PID控制的柔性机械臂振动控制效果优于传统的PID控制方法。通过理论分析和数值仿真,揭示了上述两种振动控制方法的特点。(4)研究了滑模变结构控制的设计方法,研究了传统的比例切换滑模控制和基于积分型切换增益的滑模控制,仿真结果表明基于积分型切换增益的滑模控制柔性机械臂振动控制效果优于传统的比例切换滑模控制。通过理论分析和数值仿真,揭示了上述两种振动控制方法的特点。