建筑结构经常遭受地震、风荷载等的作用，结构在多重荷载的作用下，不仅会造成大量的财产损失，而且会危及人的生命。2008年5月12日，我国四川省汶川县发生8.0级特大地震，截止到2008年8月11日12时，已造成69225人遇难，374640人受伤，17939人失踪，直接经济损失高达8451亿元。　　 为了耗散地震的能量，减轻结构的损伤同时防止倒塌，结构减振控制装置已经在建筑结构中得到了广泛的发展和应用，主要分为被动控制装置、主动控制装置和半主动控制装置。被动控制装置不需要能量输入；主动控制装置需要较大的能量输入来耗散地震的能量；半主动控制装置只需要外部输入很少的能量调节控制装置的状态，因此较被动控制装置更加高效和稳定。本文设计了一款半主动控制装置—新型智能压电变摩擦阻尼器用于结构的振动控制研究。　　 结构控制理论的研究目前主要集中在线性控制理论上，我们希望结构在地震等荷载作用下能够保持线性状态，结构的数学模型也常常采用线性模型，但是当建筑结构在遭遇汶川地震等强烈地震作用时，往往会产生塑性变形，当用传统控制器去控制非线性系统时，控制器的稳定性和鲁棒性难以得到保证。模糊控制算法是一种智能控制算法，它不需要控制对象的精确数学模型，可以解决具有非线性、强耦合、时变和具有不确定性等复杂系统的控制问题。　　 本文的主要工作有：　　 (1)压电智能板分析的样条有限点法。采用三阶剪切变形理论，以智能板理论为基础，利用样条有限点法建立了压电智能板分析的新模型，编制了压电智能板分析的计算程序，计算了相关算例。算例结果证明了本文方法的正确性和优越性；采用样条有限点法分析压电智能板结构，适应性强、程序设计简单、计算简便、精度高，只需记录样条结点的分划信息，无需单元离散，用较少的结点离散就能得到很好的效果，有很好的应用价值。　　 (2)压电智能板振动主动控制研究。利用样条有限点法建立了压电智能板振动主动控制的分析模型，推导了应用于压电智能板分析的LQR控制算法，编制了压电智能板振动主动控制的计算程序，实现了对压电智能板振动模态的有效控制，并对压电片的粘贴位置进行了优化分析，结果表明，采用主动控制算法，可以很好地控制板的变形。　　 (3)新型智能压电变摩擦阻尼器。结合当前半主动阻尼器和智能材料的最新进展，详细讨论了压电摩擦耗能器的研究进展和应用前景。在前人研究的基础上，本文设计了一款新型智能压电变摩擦阻尼器，详细讨论了新型智能压电变摩擦阻尼器的构造和特点，推导了新型智能压电变摩擦阻尼器的出力公式。本文设计的新型智能压电变摩擦阻尼器通过在摩擦片的副板中间夹持多块多层式压电陶瓷驱动器，能够很好地解决单块压电陶瓷驱动器出力小的问题，压电陶瓷驱动器需要的具体数目可以根据不同地区的抗震设防标准灵活配置，非常方便；同时，压电陶瓷驱动器的横截面积即为受压面积，各个压电陶瓷驱动器均衡受压，避免了单块压电陶瓷驱动器在高应力作用下的非线性效应：压电陶瓷的响应速度快，可以有效克服传统主动控制器的时滞影响。通过调节作用在压电驱动器上的电压，可以得到结构振动控制所需要的实时控制力，实现半主动控制；若由于客观原因导致压电陶瓷驱动器的作用电压不可调节，此时阻尼器就退化为具有常摩擦力的被动摩擦阻尼器，仍能有效地耗散结构振动的能量，达到防震减灾的目的。　　 (4)结构振动控制的模糊控制算法。针对传统控制算法需要建立控制对象的精确数学模型的缺点，提出了三种智能控制算法——普通模糊控制算法、变增益模糊控制算法和自协调模糊控制算法。在普通模糊控制算法中，输入变量选取为结构各楼层的层间位移的绝对值和层间速度的绝对值；在变增益模糊控制算法中，设置基本模糊控制器不变，通过引入变增益系数，使速度量化因子随着地震波激励的大小发生变化，提高了控制的效果；在自协调模糊控制算法中，设置基本模糊控制器不变，通过设计参数模糊控制器作为速度量化因子的系数，使速度量化因子随着地震波激励的大小发生变化，参数模糊控制器的输入变量选取为结构楼层的层间位移和地面加速度；模糊控制规则的设计是结构模糊控制的关键，本文详细分析了三种模糊控制策略中输入语言变量的选取；位移量化因子、速度量化因子和电压比例因子对控制效果有重大影响，直接决定着控制效果，本文提出了量化因子的计算公式，同时考虑在线调整地震加速度对层间速度量化因子的影响，实时协调量化因子确实能够进一步提高模糊控制器的品质，这一点对于地震动输入这种具有强随机性的扰动更具有重要意义。大量的算例表明，对于安装有新型压电变摩擦阻尼器的结构，采用本文设计的三种模糊控制策略，使得建筑结构在不同地震作用下均能取得理想的控制效果，表现出了良好的鲁棒性，控制的效果非常好。　　 (5)结构非线性地震反应的压电变阻尼智能控制。建筑结构在遭遇强烈地震乃至罕遇地震作用时，往往发生塑性变形，用传统的控制器去控制非线性系统时，控制器的稳定性和控制的鲁棒性难以得到保证。本文成功地将普通模糊控制算法、变增益模糊控制算法和自协调模糊控制算法应用于安装了新型智能压电变摩擦阻尼器的3层和20层钢结构非线性振动控制上，编制了结构非线性地震反应的智能控制程序。结果表明，应用本文提出的压电变摩擦阻尼器和模糊控制算法，能够有效地减少结构的响应，减少结构塑性铰的产生，抑制建筑结构的非线性地震反应，变增益模糊控制算法和自协调模糊控制算法都比基本模糊控制算法的效果好，实时协调量化因子确实能够进一步提高模糊控制器的品质，建筑结构的层间位移角和加速度的控制均取得了理想的效果。