随着人类科技和工业文明的不断发展,现代工业生产中对于设备的精度要求越来越高,新一代的工业设备正向着轻量化、高速化、精密化的方向发展,而柔性结构以其质量轻、延展性好等特点被广泛地应用到现代工业的各个领域当中,上至航空航天领域的柔性太阳能帆板,下至深海石油开采的海洋立管,再有工业吊机的吊臂、智能机器人的柔性机械臂等等。此类柔性部件大多可以抽象为一种柔性旋转梁结构,由旋转中心和柔性梁组成。然而,柔性结构也有其固有的缺陷,柔性梁在受到外界干扰时极易产生振动,再加上设备操作时需要柔性梁进行旋转,这就进一步加剧了梁的振动,严重影响设备的操作精度以及使用寿命。因此,针对柔性旋转梁的振动抑制和角度控制问题展开研究具有十分重要的理论和应用价值。本文的具体内容总结如下:1.本文主要针对柔性机械臂模型和航天器柔性帆板模型这两类典型的柔性旋转梁结构展开研究。为了获得更好的控制效果以及避免控制溢出问题,使用无限维偏微分方程组结合有限维常微分方程组来描述柔性机械臂和柔性帆板的动力学模型。2.讨论考虑非对称输出限制和外界干扰的柔性机械臂振动抑制和角度控制问题。为了使机械臂能够快速准确地完成操作,本文构造了一个矩阵形式的干扰观测器来抵消外界干扰的影响,引用非对称式的barrier Lyapunov函数来保证角度误差和末端位置误差在限制范围以内,结合边界控制方法,为机械臂设计了两个边界控制器,应用于机械臂的旋转中心端和末端,实现对机械臂旋转的快速响应以及对振动的有效抑制。闭环系统的稳定性基于Lyapunov稳定性原理进行了论证,同时利用MATLAB进行了仿真实验,验证了控制算法的有效性。3.针对航天器柔性帆板模型,考虑输入非线性、非对称输出限制、系统参数不确定性和外界干扰的影响,采用反步法结合边界控制方法进行控制设计。运用径向基神经网络对系统的未知项进行逼近,消除输入非线性和系统参数不确定性带来的影响,并嵌入barrier Lyapunov函数用于保证系统的非对称输出限制。系统的闭环稳定性基于Lyapunov稳定性原理进行了论证,同时数值仿真结果也展示出控制算法的有效性。