在土木工程实际应用中,结构振动主动控制往往涉及物理受限、时滞、不确定干扰及非线性等问题,这使得研究考虑诸类问题的控制算法变得很有意义。近年来,模型预测控制因其在处理约束控制问题的优势而备受关注。本文分别针对考虑输入受限和局部非线性的结构振动主动控制问题提出快速模型预测控制方法。具体的研究工作如下:针对输入受限非线性因素,提出考虑输入受限大规模结构振动的快速模型预测控制。首先根据二阶结构动力学微分方程,推导了Newmark-β法动力显式表达式。然后基于参变量变分原理,将传统输入受限模型预测控制的线性二次规划问题转化为线性互补问题,并利用Newmark-β法动力显式表达式的物理意义,通过求解一次线性互补问题和一次瞬态分析来计算所预测的最优控制力,该过程既确保了在线计算时间,也极大地提高了离线计算效率,并显著降低了运行内存。最后以一个平面毗邻框架建筑结构为例进行数值仿真,结果表明:本文所提出的考虑输入受限快速模型预测控制能够有效抑制结构的振动,且计算效率高、鲁棒性良好,适用于大规模结构振动控制问题的求解。针对结构自身局部非线性因素,提出考虑局部非线性结构振动的快速模型预测控制。首先利用Newmark-β法,推导了局部非线性结构动力响应的时域递推表达式。然后基于该递推表达式,一方面推导了局部非线性结构时域显式降维迭代方法,避免了在获取预测初始状态时直接对非线性方程的所有维度完全迭代求解,显著提高了迭代计算效率;另一方面建立了考虑局部非线性结构振动控制的预测模型,并进一步结合最优控制思想及变分原理,求得所预测的最优控制力。最后分别以局部非线性弹簧振子系统在简谐激励作用下的动力学分析和含粘滞阻尼器毗邻框架建筑结构在地震激励作用下的振动控制为例进行了数值仿真,结果表明:本文所提出的考虑结构局部非线性模型预测控制算法计算准确且控制效果令人满意。