传感器、作动器、控制器与主体结构相结合的智能结构技术已逐步成为航空航天等领域为增强结构自适应能力、提高性能的一个重要手段。压电智能结构以其体积小、响应快、频带宽等特点,应用最为广泛。挠电材料具有无需预处理、取材范围广、使用简便等特点,避免了预极化过程及退极化和老化问题。挠电和压电效应的结合可增强机电耦合强度,弥补压电效应的缺点与不足,有望在结构传感与控制发挥重要作用。本文通过引入应变梯度-电场和电场梯度-应变耦合能,基于哈密顿原理提出并建立了挠电/压电双曲率壳连续体及薄、厚壳的力电耦合动力学模型。阐明了挠电效应对力电耦合壳连续体的影响。通过向经典压电和弹性连续介质理论的退化,验证了该理论模型的正确性。结合简化规则,给出了几类典型结构的挠电/压电耦合动力学方程。提出了正交曲线坐标系下的正/逆挠电效应的矩阵表述。建立了基于挠电效应的分布式传感模型,给出了开/闭路条件下一般壳结构的挠电传感信号通用表达式。基于悬臂梁及圆环开展了挠电和压电的传感特性分析与比较,分别给出了各自传感特点及有效应用场合,研究了不同结构参数对传感信号的影响。提出了点层式挠电作动层,开展了基于逆挠电效应的悬臂梁静态形变研究。给出了挠电控制力的解析表达,研究了悬臂梁在挠电作动器下的控制效果。通过挠电与压电作动控制效果的比较,验证了挠电作动器对结构静态形变控制是有效的。挠电作动器较适合于针对局部微小范围的精密控制,且更具灵活性和智能性。提出了基于开路电压模型的实验测试方法,测得了等效挠电传感系数,验证了该开路电压模型方法用于研究挠电效应的可靠性。开展了挠电分布式传感实验,实验结果证明了基于挠电效应的分布式传感理论的正确性。研究了挠电分布式传感的频率响应特点,证明了挠电传感有较宽响应频带。为实现抛物柱壳结构的主动振动控制,提出了压电层合抛物柱壳智能结构系统。分析了简支边界条件下的动力学行为,给出了具有解析表达的新模态函数。研究了抛物柱壳结构表面压电传感/作动片的传感/作动响应和性能特征,给出了压电分布式传感片的传感信号表达式及作动片的模态控制力表达式。分析了不同曲率变化对模态传感信号及控制力的影响,得到了具有局部集中趋势的分布特点。采用LQ最优控制算法开展了抛物柱壳系统的主动振动控制研究。基于压电传感片和作动片的传感及作动特性,设计了最优控制律。仿真计算结果表明LQ最优控制律对抛物柱壳的主动振动控制是有效的。