本发明属于柔性机械臂领域，具体涉及一种基于奇异摄动理论的柔性机械臂运动控制方法。具体包括滑模变结构控制和最优控制相结合的组合控制方法。首先，考虑外界扰动对系统影响，设计滑模控制器实现对柔性机械臂的轨迹跟踪；同时采用最小二乘法估计慢时间尺度下系统的振动量，为快时间尺度系统控制器设计奠定基础；然后，在快时间尺度下，基于最优控制理论，设计振动控制器实现对柔性机械臂的振动抑制；最后，利用奇异摄动原理将二者组合实现对柔性机械臂的组合运动控制。本发明提出一种新的基于滑模控制和最优控制的柔性机械臂组合控制方法，利用该方法能够实现柔性机械臂的位置跟踪和振动抑制的双重控制目标。