平顶脉冲强磁场兼具稳态强磁场和脉冲强磁场的优点,能够满足—些科学实验对磁场强度和稳定度的双重要求。尽管目前已有强磁场实验室利用脉冲发电机整流型电源系统成功实现了高场强的平顶脉冲磁场,但磁场稳定度尚不能满足一些高分辨率科学实验的要求,提高平顶脉冲磁场稳定度具有着重要的理论意义和实用价值。本文结合华中科技大学国家脉冲强磁场实验室现有实验条件,对提高脉冲发电机整流型电源系统供电产生的平顶脉冲磁场稳定度的关键技术和方法展开了深入研究。其内容涉及脉冲发电机整流型电源系统暂态平均数学模型的建模与分析、脉冲发电机整流型电源交流同步电压锁相方法、高稳定度平顶脉冲强磁场控制技术以及非线性变化磁体电阻在线计算方法等。在脉冲发电机整流型电源系统暂态平均数学模型的建模方面,建立了凸极同步脉冲发电机驱动6脉波整流器、串联12脉波整流器以及双组不同负载串联12脉波整流器主电路的暂态平均数学解析模型,可准确地表述发电机内部阻尼绕组参数、整流器触发角变化以及直流负载大范围变化等因素对发电机一整流器电源暂态低频特性的影响。根据整流器开关元件换相和非换相过程中同步脉冲发电机内部电枢绕组电流空间矢量的变化规律,提出了采用一个开关周期内发电机—整流器的动态低频特性来表征系统全暂态过程低频特性的分析方法；为保证平均数学模型的精度以及解决与瞬时数学模型之间的连续性问题,提出了将交直轴电枢电流在开关边界时刻瞬时值分为高频和低频分量,并将高频分量幅值全部计入电流瞬时值和平均值间差值中的方法：针对暂态过程中发电机交直轴电枢电流暂态平均幅值的计算,提出了基于开关函数的谐波分量平衡法和基于开关函数的基波调制法两种方法；对发电机—整流器电源系统的暂态直流输出电压特性进行了分析,并提出了等效直流电机模型；通过与脉冲同步发电机—整流器的瞬时开关模型仿真结果进行对比,论证了建立的发电机—整流器暂态平均数学模型的准确性。在脉冲发电机整流型电源交流电压锁相方法研究方面,从同步电压相位信息具体构成的角度出发,分别对传统过零检测法和同步坐标变换锁相环的控制结构进行了改进,以适用于交流电压变频、变相位及畸变较严重的情况。分析了脉冲发电机整流型电源暂态运行状态下交流同步电压频率、相位的变化以及谐波特性；根据滤波器的谐波衰减效果和变频输入作用下的相—频延迟特性对过零检测法中采用的滤波器进行了类型选择与参数设计；为提高传统过零检测法的相位跟踪速度和抗相位突变干扰能力,提出将相邻周期内检测的零点相位误差直接或部分补偿至锁相环的相位输出并减小周期遗忘因子的方法；在三相同步坐标变换锁相环(SRF-PLL)中采用了移动平均滤波器控制结构以有效衰减交流同步电压中的开关次谐波分量；根据脉冲发电机—整流器的交流同步电压频率和幅值具体变化情况对SRF-PLL的控制参数进行了优化设计,并利用劳斯-霍尔维茨稳定性判据确定了锁相环稳定运行的条件。在高稳定度平顶脉冲强磁场控制技术研究方面,提出了双闭环带前馈的控制方式以解决传统单闭环反馈控制容易出现的平顶磁场低频振荡、控制精度低、鲁棒性差等问题。在对单线圈磁体负载电路特性分析的基础之上提出了电压内环、磁场(电流)外环加前馈环节的单线圈磁体平顶脉冲磁场控制结构；利用状态空间法对双线圈耦合长脉冲磁体的负载特性进行了分析,在此基础上提出对一套整流器进行开环控制而对另外一套整流器进行闭环控制的稳定运行模式以实现双线圈整流器控制的解耦,避免采用双线圈恒流控制时由于两线圈电流时间常数不同带来控制耦合的问题；进一步根据双线圈长脉冲磁体的耦合特性提出了在内线圈闭环运行整流器中采用双闭环带前馈的平顶长脉冲强磁场控制技术：仿真结果验证了提出的单线圈、耦合双线圈平顶脉冲强磁场控制方法能够有效提高平顶磁场稳定度。在非线性磁体电阻在线计算方法研究方面,针对高稳定度平顶脉冲磁场控制技术对磁体电阻参数辨识的需求,提出了基于梯度下降法的磁体变化电阻在线计算技术,以解决直接计算法抗干扰能力差、计算精度低等缺点。给出了单线圈磁体结构下磁体电阻在线计算模型,并根据长脉冲磁体电流时间常数对相应梯度控制系数的选取进行了分析：给出了耦合双线圈长脉冲磁体结构下电阻的在线计算模型,在相应梯度控制系数的选取上特别考虑了内外线圈电流脉宽和响应速度要求的不同：仿真结果验证了单线圈和耦合双线圈磁体电阻在线计算方法在整流器直流电压、电流变化且含有谐波干扰的情况下电阻计算的准确性。