随着航空、航天、大型民用工程等结构系统的高速发展，对结构健康监测（SHM）技术与结构形状控制技术提出了越来越高的要求。目前，不论是研究光纤布拉格光栅（FBG）的应变传感模型来分析结构中的应力、应变，还是研究非接触光电驱动技术以控制柔性结构的形状变形，均具有十分重要的现实意义。本文研究了重构FBG轴向非均匀应变分布的反问题。首先分析了FBG的应变传感特性，重点讨论了利用传输矩阵法（T矩阵法）、龙格库塔积分法（R-K法）以及改进的T矩阵法（MT矩阵法）求解FBG反射光谱的步骤。其次，详细分析了粒子群（PSO）算法及其改进后的优化性能，提出了一种基于T矩阵法和动态粒子群(DPSO)算法重构光栅轴向非均匀应变分布的新方法，该方法利用DPSO算法优化光栅轴向应变，运用T矩阵法计算光栅反射光谱，并通过分析计算反射光谱与目标反射光谱的误差来寻找最优解；根据不同粒子与当前群体最优粒子距离的大小动态调整算法的惯性权重，加快了算法的收敛速度。利用此方法对线性、二次、正弦、不连续等四种应变分布形式进行了仿真重构，并与量子行为粒子群算法（QPSO）的重构结果进行了比较分析。仿真结果表明，从重构精度指标角度来看，DPSO算法较QPSO算法更具高效性。再者，基于DPSO算法的重构结果，详细讨论了进化代数、谱宽及谱采样间隔对重构精度的影响。最后，用MT来代替T矩阵进行光栅反射光谱计算，且利用DPSO算法对以上四种类型的应变分布进行了仿真重构。此外，设计了一套测试装置，DPSO算法对实测的FBG反射光谱实现了应变分布重构。仿真与实验结果都验证了DPSO算法重构应变的有效性与可行性。本文针对光电非接触驱动技术进行了实验研究。首先分析了PLZT陶瓷与IPMC薄膜两种材料的物理特性、驱动机理与数学模型。其次，对PLZT陶瓷的光致伸缩效应与IPMC薄膜的电致动特性分别开展了实验研究。最后，开展了非接触复合驱动性能测试实验研究，利用PLZT陶瓷在紫外光照射下产生的光致电压激励IPMC薄膜产生弯曲，设计了IPMC薄膜过压保护电路，以防止电压过高击穿IPMC薄膜。实验结果表明，非接触复合驱动技术是有效可行的。