随着经济的发展和社会活动的需要,人们对大跨度网壳结构的需求越来越大。但是,由于该结构主要采用轻质高强的建筑材料,使得结构刚度减小,对风荷载比较敏感,在风荷载的作用下很容易发生破坏,即风振破坏。所以,需要了解大跨网壳结构周围风场的特性,并针对风荷载对大跨网壳结构的风振响应采取主动控制的方法来减少这种破坏作用。本文基于球面网壳的结构形式,通过流体软件FLUENT14.0对该结构周围风场进行了数值模拟,并针对风荷载对该结构产生的风振响应进行了主动控制研究,其主要工作如下:(1)阐述了自然界中平均风和脉动风的基本特性,并对风荷载数值模拟的基本理论知识进行了详细概述,通过流体软件FLUENT 14.0对结构周围风场进行了稳态模拟(Steady),得到了一个较稳定的流场,将稳态的计算结果作为瞬态模拟(Transient)的初始状态,然后使用大涡模拟(LES)对结构周围的风场进行了瞬态模拟,获得了球面网壳结构中各节点的风压时程,为后面风荷载的振动控制研究提供了数值依据。(2)根据现代控制理论,对主动控制系统的基本概念及组成做了简要的概述,建立了主动控制系统的状态空间模型,并对主动控制系统中作动器位置矩阵的集成方法进行了探讨。针对结构中作动器满布的情况,编写了线性二次型最优控制(LQR)算法程序,使用MATLAB软件对结构的风振控制进行了仿真分析,得到了结构中各节点的位移、速度及加速度的控制效果对比图,通过对控制效果的比较分析可知:LQR主动控制算法对于风振响应的控制效果比较明显,对于风振控制是一种可行的主动控制算法。(3)针对作动器的优化配置,从优化配置准则和优化配置算法两方面进行了理论分析,并提出了基于遗传算法的优化方法。建立了评价风振主动控制的优化性能指标,并且根据性能指标构造了相应的适应度函数,使用MATLAB软件自带的遗传算法工具箱(GADS)对作动器的位置进行了优化计算。通过分析结果表明:随着遗传代数的增加,适应度函数值逐渐处于收敛状态,作动器的位置逐渐趋于最优解,说明了采用遗传算法对作动器的位置进行优化是可行的。(4)阐述了权矩阵Q、R对线性二次型最优控制(LQR)的影响,编写了权矩阵Q、R的优化目标函数,使用MATLAB软件中自带的遗传算法工具箱(GADS)对权矩阵Q、R进行了优化分析。通过分析结果表明:作动器在满足控制力限值的情况下,其控制效果能够满足结构性能要求。