在外加电场的控制下，电流变液(Electrorheological fluids,简称ER fluids)的物理特性如粘度、弹性等能发生快速可逆的变化。含有电流变材料的智能结构，能在外加电场的作用下快速可逆地改变自身的阻尼和刚度，所以在智能振动控制领域具有广阔的前景。　　作为一种日渐成熟的振动控制技术，基于电流变的半主动振动控制技术在得到工程应用的同时也在不断地发展中。随着航空航天、建筑、舰船等领域对板结构振动水平要求的提高，半主动控制下的夹层梁、板结构具备了更广阔的应用前景。自20世纪80年代Gandhi等最早将电流变材料应用于夹层结构的振动控制研究以来，已有许多学者对电流变夹层结构的动力学特性和振动控制进行了深入的理论和实验研究。然而，目前电流变梁、板夹层结构的智能振动控制，仍然是处于探索阶段，并且存在几个关键问题亟需解决。　　本文从工程应用需求出发，结合电流变夹层结构目前的研究现状，以其动力学分析为基础，试图利用电流变夹层结构的刚度可控特性，将电流变材料推广应用到柔性梁、板的振动控制。通过对电流变夹层板在不同激励工况和变刚度算法控制下的减振性能进行理论和仿真研究，研究并解决了时滞稳定、夹层优化布置和传感器优化布置等关键问题，从而扫除了电流变夹层结构在振动控制实际应用中的障碍，也为平面结构的振动控制提供新的理论和方法。本文主要创新工作和成果包括以下几个方面：　　(1)电流变液处理为可控粘弹性材料，基于Hamilton原理建立电流变夹层梁、板的有限元模型，分析了结构设计参数和电场强度对 ER夹层结构的动力学特性的影响。编写了匹配多种工况、半主动控制算法的MatLab的仿真程序，用相同几何、物理条件的研究结果进行了可靠性验证。系统地分析了电流变夹层结构的瞬态响应和参激振动稳定性，为后续的智能控制提供基础。用时滞相位曲线推导了变刚度控制的时滞稳定区域，并用Taylor展开预测、瞬时最优补偿和模糊补偿进行变刚度控制中的时滞补偿，最后用数值算例验证了在电流变夹层板系统中使用变刚度控制的可行性。　　(2)设计了三类五种半主动的变刚度控制算法，在7种设定工况下，从减振效果和控制能耗的角度，分析比较各算法的优劣性。开关控制算法具有卓越的振动控制性能，也是一切变刚度算法的理论基础。模糊控制算法、瞬时最优控制算法付出较小的控制效果代价，但控制力较为连续，能一定程度上抑制加速度响应。模态变刚度算法具备较好的减振性能，具有最强的适应性，并且控制能耗较为节能。　　(3)基于变刚度控制的分析，构造了电流变夹层结构的单阶模态和综合模态的频率变化率为优化目标函数，采用粒子群优化方法，以这两个函数为目标，对结构进行了拓扑优化，然后获得一定材料使用率限制下拓扑构形。然后，采用变刚度控制的等效阻尼比和时域响应对比两种手段对拓扑优化的结果进行了验证，结果都表明这些优化布置能在较小的材料利用率下，可以取得较好的变刚度控制性能，同时也检验了模态控制算法的有效性。　　(4)为了解决ER夹层板系统的模态控制的实用性问题，研究了悬臂板模态坐标估计和传感器定位问题。首先，按照变刚度模态控制算法的要求，给出了离散坐标下模态坐标估计的方法；然后，根据连续结构的振型分析，分析传感器定位计算，建立了数学优化模型；最后，按照模态动能法初步筛选然后，枚举得到传感器优化布置方案，并且从估计精度和控制效果两个角度进行了布置方案的算例验证。结果表明，优化的传感器布置能在较少的数目下，模态坐标估计满足模态控制算法的输入需求。　　(5)研究粘弹性和电流变夹层的箱柱结构的振动和阻尼特性。通过对箱柱模型有限元建模、分析多种电场条件下的模态阻尼和频率，并且与已有的研究进行对照。一端固定一端自由箱柱结构，分析在芯层厚度、外加电场强度两个参数变化时的振动特性和阻尼特性。结果显示，夹层箱柱结构本身具备较强的被动阻尼，而在外加电场的作用下，结构刚度的变化率相对较小，并且系统的时滞稳定区域很小，所以变刚度控制不适合此类受控结构，计算同时也表明，粘弹性约束阻尼能实现箱柱结构的弯曲模态减振。　　(6)从航天帆板振动控制的实际需求出发，采用较为真实的尺寸数据，建立基于电流变的航天帆板的有限元模型，分析了桁条厚度、芯层厚度和电场强度对系统动力学特性的影响。通过模态变刚度算法、拓扑优化布置和模态测试给出电流变夹层太阳能帆板应用中关键问题的答案。结果表明，在合理地布置电流变夹层桁条，只需付出较小的重量、能耗的代价的能取得优秀的振动控制效果，从而对航天系统的安全、稳定运行提供保障。