随着建筑结构向大型化发展,将智能材料应用于建筑结构的主动抗震控制已成为一个重要的研究领域,压电智能结构就是目前的研究重点之一。主动控制是当前结构振动控制领域的高新技术,它涉及结构动力学、材料科学、信息控制理论、传感技术、计算机科学、测量技术和地震工程等多门学科。由于它具有控制效果好和适应能力强等优点,目前已成为航空航天、土木建筑、机械工程及车辆工程领域的研究热点,并且在上述一些领域中得到了较好的应用。因此,开展应用压电材料进行结构主动抗震控制具有重要的理论意义和实用价值。压电材料具有正压电效应和逆压电效应,它既可以作为传感器又可以作为作动器。将压电作动器集成于结构主体杆件之中研制的压电主动杆件布置到工程结构之中,即可形成压电智能结构。实践证明,压电智能结构具有高效率控制和自适应等优点。本文介绍了主动控制技术在土木工程结构减震控制中的应用,建立了网壳结构的主动控制模型,给出了相应的主动控制方法,分析了LQR和LQG主动控制算法的特点。应用Matlab软件,编制了LQR主动控制算法程序,并对一网壳模型结构在地震作用下的主动控制效果进行了计算机数值分析。结果表明,文中给出的控制方法能够有效减小网壳模型结构的地震响应,主动控制效果非常明显,般情况下结构的地震位移响应可减小40%左右。为了验证文中所提主动控制方法的可行性和有效性,本文加工制作了一个跨度为1.6米,矢高为0.16米的六星型穹顶网壳模型结构。基于压电材料的压电作动效应,研制了一种新型压电主动杆件,并将8根新型压电主动杆件布置到网壳模型结构之中,进行了设置8根新型压电主动杆件网壳模型结构的主动抗震控制模拟地震振动台试验。试验结果表明,文中研制的压电主动杆件不仅可以有效地抑制和减小结构的地震响应,而且构造简单,容易集成,自适应能力强,是一种较好的主动控制元件。