本文根据隋允康教授提出的二级控制理论，将二维连续体结构的形状优化问题处理成序列二次规划问题进行了优化。本文工作的基本思路是：形状优化的研究者应当将主要精力放在模型化上，把优化理论与现有的通用性分析软件、结构优化模型建立方法结合起来，发展集分析与优化为一体的软件，用以满足工程的迫切需要。形状优化的难点主要有三点：一是设计变量与目标函数、约束的关系非常复杂，很难找到简单的显式关系，敏度求解困难；二是结构形状不易描述，形状变化不易控制；三是网格在优化过程中需要自动生成，而且会发生改变。二级控制是指在目标函数和设计变量之间加入两个中间变量——关键点和网格节点，建立设计变量控制关键点，关键点控制节点（网格）这两层控制关系，从而有效地解决了敏度的求解问题。通过设计单元和关键点，准确地描述和控制结构形状的变化。使用映射法在优化过程中对网格的生成和改变进行控制。因此，使用二级控制理论可以有效的解决二维连续体结构形状优化的主要困难。本文使用MSC.PCL语言在MSC.PATRAN&NASTRAN平台上实现了优化模块的二次开发，增加了二维连续体结构形状优化的功能。求解二次规划问题使用了Lemke法。本程序的优点在于结合了世界著名的结构分析软件的强大功能，成熟的前后处理界面，方便易用的建模手段和先进的优化理论。本文设计思路的可行性和程序的有效性通过若干算例得到证实。