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近年来，随着在一级方程式赛车悬架系统、高性能摩托车转向控制系统、房屋减振系统等振动系统中的成功应用，惯容和惯容相关的研究问题已经受到了工业界和学术界的广泛关注.本文在总结已有工作的基础上，提出了惯容相关研究的四个关键问题，并以这些关键问题为出发点、以基于惯容的低复杂度机械网络为主线，详细研究了惯容在一般振动系统、悬架系统、隔振系统和动力吸振系统中的分析与设计问题，并在振动机理分析、新的设计和优化方法、新元件设计与实验分析等方面取得了一定的研究成果.本文的具体工作和所得的成果简要叙述如下: 1.研究了惯容对机械振动系统固有频率的影响，从理论上证明了增加惯容量可以降低振动系统固有频率的重要特性.固有频率是振动系统的重要固有属性，类似于控制系统的极点，决定着振动系统的振动模态和行为.本文以一自由度、二自由度和一般的n自由度系统为基础，对增加惯容量可降低固有频率的结论给出了理论证明，并通过数值算例说明了惯容对振动系统固有频率所起的决定性作用.最后讨论了惯容的不同位置对降低最大固有频率的影响.本文的结果从振动机理上说明了惯容通过摄动振动系统固有频率来影响机械振动系统行为的内在本质. 2.从给定结构和网络综合两个方面研究了低复杂度无源悬架系统设计的问题.在给定结构方面，研究了所有只含有一个弹簧、一个阻尼器和一个惯容的机械网络作为无源悬架的性能.通过解析地求解该类网络的乘坐舒适性、悬架行程和轮胎动载荷性能指标，并进行直接对比，得出了单一性能指标下，复杂结构优于简单结构的条件以及不同元件在不同结构位置上对系数的要求.接着通过优化分析，总结了该类低复杂度悬架系统针对单一性能指标和混合性能指标的最优性能.在网络综合方面，研究了低阶导纳的无源悬架设计与优化的问题，针对一阶、二阶和三阶导纳无源悬架给出了设计优化方法，并用仿真实验说明了方法的有效性. 3.研究了所有只含有一个弹簧、一个阻尼器和一个惯容的机械网络在隔振系统中的性能.首先通过研究惯容在并联和串联两种形式下的频率响应，说明增加惯容量可以降低频率响应不变点以及降低高频隔振性能的特点;然后分别采用不变点理论和解析计算传递函数H2范数的方法，给出了所有只含有一个弹簧、一个阻尼器和一个惯容的机械网络在隔振系统中H∞和H2性能的解析优化方法.通过与传统动力吸振器对比，总结了该类隔振器的性能特点，并证明了该类隔振器与传统动力吸振器相比的性能优势. 4.提出了基于惯容的动力吸振器，并研究了所有只含有一个弹簧、一个阻尼器和一个惯容的动力吸振器H∞和H2性能优化的问题.针对H∞性能优化，本文提出了一种minmax的方法来直接最小化系统共振峰值;对于H2性能，本文通过解析计算传递函数H2范数的方法给出了目标函数的解析表达式.结果表明，在传统动力吸振器基础上只引入一个惯容不能提升系统的H∞性能，且仅能有限地提升H2性能（在正常吸振器质量范围内，提升百分比小于0.32％）.但是同时引入一个弹簧和一个惯容则可显著的提升系统的H∞和H2性能.在传统动力吸振器基础上同时引入一个弹簧和一个惯容即构成了本文研究的所有只含有一个弹簧、一个阻尼器和一个惯容的机械网络.本文对该类机械网络在动力吸振系统中的H∞和H2性能进行了分析和总结，并对比了相同网络在隔振系统与吸振系统中的性能差异. 5.提出了一种实现半主动惯容的通用方法（半主动惯容的首次物理实现），同时，提出了一种基于半主动惯容的新型动力吸振器.通过分析已有惯容的特点，本文提出了将传统的固定转动惯量的飞轮替换为可在线调节转动惯量的飞轮的通用实现半主动惯容的方法，并给出了具体的实现方案和搭建了物理实体.针对基于半主动惯容的可调动力吸振器，本文提出了两类分别基于频率信息和相角信息的控制方法，并通过建立小型实验测试平台和实验分析，证明了所设计的半主动惯容、基于半主动惯容的可调动力吸振器以及相应的控制方法的有效性.