目前,振动控制技术在土木工程中的运用正在蓬勃发展,许多新型控制体系和控制装置出现。振动控制技术在土木工程中运用,也产生了许多新的研究领域,控制器优化设计问题便其中之一。控制器优化设计一般包括两个方面:一是被动控制器相关参数的优化或主动控制器最优控制律的选取;二是控制器数目和安装位置优化.本文在以往研究的基础上,基于结构在频域内的响应,从能量的角度出发,对双向水平地震作用下三维结构控制体系的被动控制器的优化设计问题进行了研究,主要完成工作如下:（1）三维结构控制系统阻尼器优化设计。首先建立三维实体结构动力学模型,采用与时域相对应的控制器性能指标J和AJ,根据这一指标对被动控制器数目和安装位置进行优化,采用模式模式搜索法优化得到的阻尼器的参数,算例表明在双向水平地震作用下,建筑结构的两个侧向位移能得到有效控制。本文通过对双向水平地震作用下的楼层反应谱的研究,经优化设计后的阻尼器能有效削减振子（设备）的加速度反应谱峰值,从另一方面验证了本文提出的阻尼器设计方法的正确性;采用基于二次型性能指标的阻尼器安装位置优化方法,以控制器撤除时的系统最优控制性能指标增量作为控制器对系统最优控制的贡献,并用做确定经济的控制器数量和最优控制器位置的定量分析准则,数值分析表明,本文提出的控制器数量、位置和参数优化方法不仅易于实现,而且甚为有效。（2）三维结构控制系统调谐质量阻尼器（Tuned Mass Damper）优化设计。首先建立三维控制体系在双向水平地震作用下的联合动力学方程,采用单纯形法优化目标函数J,得出双向TMD的最优刚度和最优阻尼,算例双向TMD控制体系能够对结构的侧向位移和扭转响应产生良好的控制效果。为了与双向TMD控制系统进行比较,本文在结构顶层沿水平地震作用方向各安置一个TMD,采用模式搜索法进行优化设计,算例表明安装两个TMD比双向TMD能更好的控制结构的扭转响应。最后提出了一个新的性能指标J₁,即以控制结构中的某两层的的响应,数值算例表明了不仅对指定两层的响应有良好的控制,还对其他楼层的响应同样有很好的控制效果,表明了目标函数J₁是可行的。