将磁流变等智能材料引入土木工程结构减振控制领域，标志着结构减振控制技术已经发展到一个新的阶段。为推动磁流变材料及其相关装置在结构减振控制中的应用，本文在对国内外结构控制发展现状和研究动态进行综述的基础上，对基于磁流变装置的结构半主动控制原理、理论和技术进行了系统深入的研究，其中包括变阻尼控制机理研究、半主动控制系统集成与优化、高效半主动控制算法的建立、磁流变材料的研制、磁流变阻尼器的设计理论、磁流变阻尼器的结构改进和新型磁流变阻尼器的研发等。此外，本文还对土木工程的智能化发展方向、建筑设备和结构防护系统的集成化和一体化问题进行了探讨。 本文的主要研究工作和取得的成果如下：1.立足于国内外结构半主动减振控制的发展现状和变阻尼控制的最新研究成果，对基于智能装置和智能算法的结构半主动控制相关研究前沿进行了分析和归纳；对结构减振控制的思路、方法、装置、策略和软硬件实现进行了总结、分析和对比；结合本文的研究工作，探讨了减振控制的基本原理、实现途径和磁流变装置及其控制系统的关键性技术。 2.以实现磁流变阻尼器最大能量耗散为目标，提出了一种具有自感知、自调节能力的最大耗能自反馈控制算法。仿真计算表明，该算法可以获得很好的控制效果。考虑到实际工程中控制系统不宜采用集中式和过于复杂的外围设施支持，该算法所生成的控制律可以实现控制运算器与控制装置集成，甚至可将电源系统集成为一个基本单元，若干控制装置通过一定的联系方式进行通讯。利用集成电路技术或单片机技术，可以构造鲁棒性非常强的半主动控制系统。 3.考虑到国内现有磁流变液的性能多不理想，通过对国内外相关产品的考查，综合现有论文和专利资料的配方，自主研制了磁流变液。观测试验和阻尼器性能试验表明，配制的磁流变液性能比较稳定，流变性和稳定性均能满足研究工作的需要。通过磁流变液的配置和测试工作，加深了对电/磁流变类可控流体的认识，为进一步的研究工作打下了基础。研究发现，国内开发研制高性能的磁流变液不仅可行，技术上也不难实现。鉴于此，还提出了国内自主研发流变类材料的看法和思路。 4.自行设计加工了一个改进的双出杆剪切流动式磁流变阻尼器。周期性动力试验结果表明，该阻尼器响应灵敏，滞回饱满，可调性好，满足半主动控制试验对阻尼调节范围的需求。研究发现，若干国内磁流变阻尼器的磁路设计存在一定的不足，故针对工程应用的需要，对磁流变阻尼器的结构提出了必要的改进建议，对磁流变阻尼器的生产加工提出一些指导性建议。同时，还提出了一种较合理且便于进行参数设计和计算模拟的磁流变阻尼器力学模型，充实了磁流变阻尼器的设计方法。 5.针对研究和试验的需要，开发了基于Matlab的包含数种控制算法和针对多种结构形式和控制方式的数值模拟分析程序，并开发了基于数据采集控制卡的主动半主动试验采集控制程序。在程序设计过程中充分利用了面向对象技术，具有很强的通用性，为进一步的研究工作以及控制芯片开发和实际工程应用奠定了一定基础。 6.将改进的双出杆剪切流动式磁流变阻尼器安装于缩尺三层钢框架模型的底层，利用自行开发的实时控制程序，进行了振动台半主动控制试验，验证了该磁流变阻尼器和最大耗能控制算法的良好控制效果。 7.研发了一种新型的磁流变阻尼器—逆变型磁流变阻尼器。与传统磁流变阻尼器不同，这种新型磁流变阻尼器在磁路部分同时设置永磁体和励磁线圈，以使得其在电源失效或无电源时仍能够工作在大阻尼状态，并一定程度上弥补传统磁流变阻尼器磁流变液长期处于零磁场状态而易于凝聚和沉降的不足，因此这种新型磁流变阻尼器具有更好的可靠性、实用性和经济性；通过等效磁路试验，验证了这种复合磁路的有效性；设计制作了一个足尺的阀式磁流变阻尼器，并通过周期性动力试验验证了这种逆变型磁流变阻尼器的逆变特性和良好的耗能能力；通过理论分析和试验研究，提出进一步提高这种逆变型磁流变阻尼器性能的改进方案。这种逆变型磁流变阻尼器具有小电流大出力的优点，结合有效的控制算法，将是一种性能优良的半主动控制装置；在电源供应失效或无电源的情况下，还可以作为经济有效的被动控制装置使用，在土木工程结构抗震、抗风控制中具有广阔的应用前景。 8.针对传统磁流变阻尼器在振动结束不能自动复位的缺陷，提出了一种结构简单的自复位型磁流变阻尼器；针对传统磁流变阻尼器在受控结构位移较小时控制效率有限的缺点，提出一种利用“千斤顶工作原理”工作的位移放大型磁流变阻尼器，它可以在受控结构仅有较小振动的情况下保证阻尼器工作活塞有较大的位移，从而有效提高传统磁流变阻尼器的耗能能力。