由于不确定性的客观存在,研究不确定性对结构与系统的性能影响程度,以及对不确定性结构和系统控制方法的综合分析与设计越来越受到科学界和工程界的高度重视,并且已成为当前结构力学研究领域和控制理论研究领域中的热点问题之一。本文分别对不确定结构的静力和动力响应分析、不确定结构和系统的控制性能分析与控制器的综合设计等方面进行了分析与研究,主要工作内容如下:1、模糊性区间参数桁架结构的静力和动力分析考虑具有模糊性区间参数的桁架结构,用具有区间值隶属函数的区间因子表征参数的不确定性,分别建立了桁架结构的静力学有限元方程和动力学方程。基于区间数学和区间值模糊集合的相关理论,推导出了模糊性区间参数桁架结构静力位移、单元应力和固有频率的求解公式,并且对相关计算结果的区间值隶属函数的求解给出了一种离散数值解法。仿真算例结果表明,该方法可以考察每一参数的不确定性对结构静力和动力分析结果的影响,其分析与求解的过程较为简便易行,且计算量小、计算效率较高。2、随机参数结构最优控制的闭环响应分析分别对物理参数和几何参数均具有随机性的随机桁架结构,以及物理参数为随机性的随机平面梁结构,在确定性参数结构的基础上,在模态坐标下对其降阶进行最优控制。基于近似离散化的方法得到了结构最优控制闭环响应的近似解。考虑结构参数的随机性导致的状态方程中矩阵参数的随机性,对上述随机结构最优控制的闭环响应进行了研究分析,揭示了其结构各参数的随机性与结构最优控制闭环响应随机性之间的关系。通过算例考察了结构各个参数的随机性对结构最优控制闭环响应随机性的影响,获得了许多有意义的结论。经与Monte Carlo数值模拟法的结果比较,验证了文中理论分析和计算方法的正确性。3、随机智能梁结构振动控制的特征值分析建立了压电智能梁结构的控制模型,在模态坐标下采用极点配置法对其进行振动控制。考虑智能梁结构物理和几何参数的随机性,从随机智能梁结构刚度矩阵和质量矩阵中提取出随机因子并将其引入振动控制方程,用随机因子来表示控制方程中参数的随机性。并利用代数综合法推导出随机智能梁结构振动控制的开环和闭环特征值的均值和方差的表达式。同时,应用3σ准则对随机参数智能梁结构振动控制的闭环稳定性进行了分析,得出了稳定性的判据。仿真算例表明:本文提出的基于概率的随机智能梁结构振动控制特征值的分析和求解方法是可行的,且计算结果表明,对于特征值实部和虚部分散性的影响,几何参数的作用要大于物理参数的作用。4、不确定智能结构振动的鲁棒PID控制及其时滞稳定性分析对存在参数不确定性的智能梁结构的振动控制,利用解耦的模态坐标,结合常规PID控制、保成本鲁棒控制以及H∞控制的优点,提出一种鲁棒PID控制的设计方法,并给出了必要的理论依据及具体的推导和论证过程。该方法将PID控制器的参数整定问题转化为线性矩阵不等式凸优化问题的求解,从而针对不确定结构的振动控制设计出一种复合PID控制器。同时,考虑到实际中存在的时滞因素,分析了控制系统的时滞稳定性,得出了能使系统稳定的最大允许时滞量的求解方法。通过仿真算例可以看出,在允许的最大时滞量内,鲁棒PID控制算法能使系统保持稳定。而超出允许的最大时滞量时,控制系统将发散。此外,文中还得出了系统的抗干扰能力和允许的最大时滞量之间是相互制约的这一结论。从而为不确定智能结构的振动控制提供了一种新的设计思路和方法。5、智能PID控制在不确定电弧炉系统中的应用研究针对具有参数不确定性且三相电流耦合的电弧炉系统,设计了一种智能PID控制算法,该算法首先利用遗传算法离线优化控制器的参数,在获得初始最优参数后,结合专家经验和积分分离原则,设计出模糊推理规则在线实时整定PID参数。从仿真结果可以看出,对于电弧炉系统,本文提出的智能PID控制器不论是从系统的阶跃响应,抗干扰能力,解耦能力以及鲁棒性等方面,均显示出优良的控制性能。