工程結(jié)構(gòu)的動(dòng)力災(zāi)變控制是土木工程領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的課題之一。自20世紀(jì)70年代提出結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的概念以來，結(jié)構(gòu)減震或振動(dòng)控制理論和方法在工程實(shí)踐中得到了廣泛關(guān)注和迅速發(fā)展，成為有效改善結(jié)構(gòu)性態(tài)、提高結(jié)構(gòu)安全性和增強(qiáng)結(jié)構(gòu)功能性的重要手段之一，并形成了以被動(dòng)控制、主動(dòng)控制、半主動(dòng)控制和混合控制模式為代表的新興結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制技術(shù)。然而，由于工程激勵(lì)和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)內(nèi)秉的隨機(jī)性，按照傳統(tǒng)的確定性控制思路，或僅考慮白噪聲激勵(lì)而設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)，很難實(shí)現(xiàn)對結(jié)構(gòu)反應(yīng)性態(tài)的精細(xì)化控制。以結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)控制為例，實(shí)踐中通常以某一條或某幾條實(shí)測或人工地震動(dòng)過程為輸入設(shè)計(jì)控制律或控制裝置參數(shù)。然而，由于地震在發(fā)生時(shí)間、空間和大小上均具有明顯的隨機(jī)性，地震作用下結(jié)構(gòu)反應(yīng)性態(tài)的隨機(jī)性與非線性，使得按某一地震動(dòng)過程分析、設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)控制系統(tǒng)在另一地震動(dòng)過程作用下可能出現(xiàn)控制效果欠佳，甚或響應(yīng)放大。因此，隨機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的最優(yōu)控制問題，仍然是結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制亟待突破的關(guān)鍵科學(xué)問題！
　　事實(shí)上，早在1972年J.T.P.Yao提出結(jié)構(gòu)控制概念時(shí)，就曾開宗明義地指出：結(jié)構(gòu)控制的目的是增強(qiáng)結(jié)構(gòu)安全性，改善結(jié)構(gòu)的性態(tài)。因此，研究與設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)隨機(jī)最優(yōu)控制策略，應(yīng)是結(jié)構(gòu)控制真正走向工程實(shí)踐的必由之路。令人遺憾的是，囿于經(jīng)典隨機(jī)最優(yōu)控制的理論框架，對于一般非線性結(jié)構(gòu)系統(tǒng)僅能獲得矩特征值解答（獲得可靠度需對跨閾過程做出假定），且其中關(guān)于隨機(jī)激勵(lì)的Gaussian白噪聲過程假定與工程激勵(lì)（如地震動(dòng)、強(qiáng)風(fēng)等）隨機(jī)過程相去甚遠(yuǎn)，使得這類研究的工程應(yīng)用并沒有得到推廣。
　　作為物理隨機(jī)系統(tǒng)思想的重要組成部分，過去10余年來，概率密度演化理論在土木工程、機(jī)械工程、船舶與海洋工程、水利工程、航空宇航科學(xué)與技術(shù)、控制科學(xué)與工程、大氣科學(xué)和生物學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域中得到了實(shí)質(zhì)性應(yīng)用和推廣，成為隨機(jī)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域最為活躍和極具發(fā)展前景的新理論之一。在這一框架下，本書較為系統(tǒng)地發(fā)展了工程結(jié)構(gòu)隨機(jī)最優(yōu)控制理論與方法。其中，第1章的緒論部分，論述了工程結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的研究進(jìn)展和經(jīng)典隨機(jī)最優(yōu)控制理論的歷史與現(xiàn)狀，由此引入物理隨機(jī)最優(yōu)控制的理念，并介紹了本書的基本內(nèi)容。第2章為理論基礎(chǔ)，簡要介紹了經(jīng)典隨機(jī)最優(yōu)控制理論、結(jié)構(gòu)隨機(jī)振動(dòng)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力可靠度分析與隨機(jī)動(dòng)力作用建模的基本理論等相關(guān)知識，為本書闡述的工程結(jié)構(gòu)隨機(jī)最優(yōu)控制理論與方法奠定了學(xué)術(shù)基礎(chǔ)。第3第5章集中闡述了物理隨機(jī)最優(yōu)控制的基本理論、概率準(zhǔn)則和廣義最優(yōu)控制律，這些是本書所介紹的工程結(jié)構(gòu)隨機(jī)最優(yōu)控制理論的關(guān)鍵要素，也是本書的核心內(nèi)容。第6章闡述了非線性結(jié)構(gòu)的隨機(jī)最優(yōu)控制。第7、第8章分別闡述了物理隨機(jī)最優(yōu)控制理論在結(jié)構(gòu)風(fēng)振舒適度黏滯阻尼器控制和結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)磁流變阻尼器控制中的應(yīng)用。第9章通過受控結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺試驗(yàn)分析，系統(tǒng)介紹了工程結(jié)構(gòu)隨機(jī)最優(yōu)控制理論與方法的驗(yàn)證性研究。此外，作為相關(guān)內(nèi)容，本書還給出了關(guān)于經(jīng)典最優(yōu)控制理論的三個(gè)附錄，以便于讀者理解。
　　上述研究工作，先后得到了國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體計(jì)劃項(xiàng)目（50321803、50621062）、國家建設(shè)高水平大學(xué)公派研究生項(xiàng)目（2007U20106）、國家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（51108344）、上海市浦江人才計(jì)劃項(xiàng)目（11PJ1409300）和土木工程防災(zāi)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究課題（SLDRCE08-A-01、SLDRCE14-B-20）等多方支持。在本書完稿付梓之際，作者要對上述支持表示誠摯的感謝。
　　本書的核心內(nèi)容（第3第6章）為第一作者于20052009年在第二作者指導(dǎo)下攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果。在接下來的7年時(shí)間里，我們又在結(jié)構(gòu)隨機(jī)最優(yōu)控制理論與方法的工程實(shí)踐和試驗(yàn)驗(yàn)證等方面開展了持續(xù)、深入的工作。在研究過程中，我們認(rèn)識到工程結(jié)構(gòu)的災(zāi)變動(dòng)力學(xué)與性態(tài)控制是極為復(fù)雜的工程科學(xué)問題，這一研究領(lǐng)域充滿挑戰(zhàn)，我們的研究還只是剛剛開始，期待著各位同仁的關(guān)注和共同努力。
　　書中不當(dāng)之處，敬請讀者批評指正。