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磁流变（Magnetorheological, MR）阻尼器具有响应快、阻尼力连续可调、结构简单、耐久性好和低功耗等特点，被认为是极具应用前景的半主动执行器件之一，逐渐被用作车辆悬架、医疗设备、土木建筑、航空航天器以及武器装备等结构的减震耗能器件进行研究或应用，成为保障诸多结构的耐久性、舒适性与安全性的重要途径。然而要充分发挥采用MR阻尼器构成的半主动控制系统的特长，实现反馈控制是必不可少的，其前提是能够采用传感器获取应用对象的动态信息。现有的基于MR阻尼器的半主动控制系统通常采用与MR阻尼器“分离”的传感器实现动态传感，由此引起的明显问题是使系统更复杂，导致需要更大的安装空间、增加重量、提高系统成本、降低系统可靠性等缺点。此外，基于MR阻尼器的半主动控制系统需要额外配置供电电源，也将很大程度上缩小基于MR阻尼器的半主动控制系统的应用环境。因此，如何简化基于MR阻尼器的半主动控制系统的结构、降低系统成本、提高系统可靠性是实现MR阻尼器的大规模工业化应用亟待解决的问题，开展这方面的研究具有重要的学术意义和工程应用前景。为了解决上述问题，本文在Wang和Wang (2009)提出的集成相对位移自传感MR阻尼器(Integrated relative displacement self-sensing magnetorheological damper,IRDSMRD)的原理的基础上，开发了一种IRDSMRD原型及其电子系统；提出了一种能量自供给的相对位移自传感MR阻尼器(Self-powered self-sensingmagnetorheological damper, SPSSMRD)的原理，开发了一种SPSSMRD原型；建立了基于MTS849和实时仿真实验系统(Type: DS1103, dSPACE GmbH)的实验测试系统对SPSSMRD/IRDSMRD原型进行了实验测试；在此基础上，一方面提出了一种基于“Pareto优化”原理实现对SPSSMRD/IRDSMRD的性能的协调优化的方法，另一方面提出并实现了一种基于SPSSMRD/IRDSMRD的单自由度(Singledegree-of-freedom, SDOF)半主动振动与冲击控制系统。本文的主要研究工作和创新点可以归纳为以下五个方面：1.开发并研究了一种基于Wang和Wang (2009)提出的IRDSMRD原理的IRDSMRD原型及其相应的实现集成相对位移传感与可控阻尼力的电路系统，包括IRDSMRD相对位移调制/解调器、线性可控电流驱动器和传感载波信号与励磁电流的信号叠加电路，建立了基于MTS849减震器测试系统和实时仿真系统的实验系统对IRDSMRD原型及其电子系统进行了实验研究。2.针对IRDSMRD的IRDS及基于IRDSMRD的半主动控制系统的电子系统的能量供给问题，提出并研究了一种SPSSMRD的原理，建立了在考虑电磁扩散情况下的SPSSMRD的能量拾取线圈上的感生电能量、IRDS以及可控阻尼力的数学模型，分析了SPSSMRD的能量获取特性、IRDS性能以及可控阻尼力性能。3.基于SPSSMRD及其电子系统的原理，设计并开发了一种SPSSMRD原型及其电子系统，建立了基于MTS849减震器测试系统和实时仿真系统的实验系统对SPSSMRD原型的性能进行了实验测试，包括能量获取转换性能、IRDS的相对位移传感性能（线性度、灵敏度和迟滞误差）以及可控阻尼力性能（可控阻尼力范围和动态可控阻尼比）。4.针对SPSSMRD/IRDSMRD的可控阻尼力特性和相对位移传感特性相互影响的特点，为了权衡和优化在缸体体积一定时SPSSMRD/IRDSMRD的可控阻尼力性能和相对位移传感性能，提出并研究了一种基于“Pareto优化”原理实现针对目标函数为SPSSMRD/IRDSMRD的可控阻尼力性能和相对位移传感性能优化其关键结构参数的方法。在作用于SPSSMRD/IRDSMRD的励磁线圈上的最大磁动势一定时，获取表征权衡IRDSMRD的可控阻尼力性能与相对位移传感性能之间的关系的Pareto最优曲线（即Pareto前沿）。根据Pareto前沿上的点所对应的SPSSMRD/IRDSMRD的关键结构参数，开发了三种具有不同尺寸组合的SPSSMRD/IRDSMRD原型，并建立了基于MTS849减震器测试系统和实时仿真系统的实验系统对具有优化结构尺寸的SPSSMRD/IRDSMRD进行的实验研究。5.由于SPSSMRD/IRDSMRD的可控阻尼力特性和相对位移传感特性相互影响，为衡量相对位移传感性能对半主动控制系统的影响程度，建立了基于SPSSMRD/IRDSMRD的SDOF半主动振动与冲击控制系统，比较了半主动振动与冲击控制系统在使用SPSSMRD/IRDSMRD集成的相对位移传感器(Integratedrelative displacement sensor, IRDS)和LVDT (Linear variable differential transformer)情况下的控制效果，讨论了SPSSMRD/IRDSMRD在SDOF半主动振动与冲击控制系统中应用的可行性。本文的研究工作为简化基于MR阻尼器的半主动控制系统的结构、降低MR阻尼器的应用成本和提高基于MR阻尼器的半主动控制系统的可靠性奠定了理论基础。同时，本文中实现的SPSSMRD/IRDSMRD原型及半主动控制系统具有明显的工程应用前景。