目前,地震工程的知识在很大程度上是通过试验获得。模拟地震荷载作用于结构的最直接方法是通过振动台试验,传统的振动台采用比例—积分—微分(PID)或回路成形等线性控制器来控制所施加的地震作用。然而,线性控制器难以在有效载荷作用下实现对不同参考信号的精确性和鲁棒性的跟踪,这些问题的产生主要是由于液压作动器动力学的非线性和结构性能的非线性。此外,使用线性控制器跟踪高频参考信号时会导致执行器的不稳定和饱和。本人提出了一种基于分层控制的高性能振动台的设计方法,其中高阶控制器采用滑模变控制技术,对模型非线性和试验的不确定性进行鲁棒补偿。另外本人将该控制器的性能与目前最先进的基于回路成形位移的控制器进行了对比,实验结果表明,基于滑模变结构的分层振动台控制系统具有更好的位移、速度和加速度跟踪性能,对建模不确定性和非线性具有较强的鲁棒性。除了振动台试验外,混合模拟(HS)正成为振动台试验的一种较好的替代试验方法。混合模拟对于开发新的结构部件和体系尤其有用,因为只需要对一小部分结构进行实验。传统的HS是基于位移控制的,并且已经成功完成了许多的试验,然而,这种方法不适用于刚度较大的试件。本人提出了一种基于位移和力的分级混合控制框架并给出了高阶控制器的详细设计方法,在该框架中,高级控制器根据有限元公式生成力或位移命令,并使用低级控制器控制力或位移。