本文以主动控制算法为切入点,针对经典线性二次型最优控制存在的问题,开展相关研究。最优控制问题可分解为控制演化规律、物理运动演化规律和系统观测三部分,本文从三者相互分离的角度出发,提出若干改进控制算法。论文主要工作和创新之处如下:(1)在荷载时程已知的“理想激励情况”下,将最优控制问题转换为微分代数方程问题,提出基于Lobatto IIIA配置法的高效准确算法,并据此提出新的控制效果评价指标。(2)采用结构动力响应的时域显式表达,将结构运动方程约束直接赋予控制性能泛函,避免引入拉格朗日乘子,从根本上简化最优控制问题的求解。(3)针对荷载时程已知的“理想激励情况”,基于时域显式表达,推导得到理想最优控制力计算列式,获得与Lobatto IIIA算法一致的计算结果。(4)针对荷载时程未知的“一般激励情况”,综合线性二次型最优控制算法和瞬时最优控制算法思想,提出一种考虑当前时刻地震荷载和当前时刻控制力作用后效的时变控制性能泛函,并基于时域显式表达,推导得到前馈和反馈控制下的最优控制力计算列式。(5)结构状态估计是主动控制算法的重要组成部分。在已知随机地震动模型的基础上,提出一种基于贝叶斯估计的地震动实时识别与预测算法,改进传统主动控制算法中对结构状态进行滤波估计的不足。(6)提出一种考虑识别与预测地震动的预测型动态性能泛函,建立线性系统的预测最优控制。预测型动态性能泛函综合考虑当前及预测地震动、控制力和结构状态的后续影响。考虑未来有限时间内地震动的预测最优控制,可获得比常规主动控制更优的控制效果。