构成电子系统的各部分受温度的影响的敏感度不同,温度的变化会影响电子系统的性能,特别是在频率源中,输出功率和输出频率都会受到影响,频率稳定度也会发生明显的变化。采用温度控制装置可以使微波源在稳定温度环境中工作,传统温度控制系统存在着鲁棒性差、响应速度慢以及超调量过大等问题,不适合用于微波源温度控制。因此,为了提高温度控制的精度、响应速度,并优化温度控制系统的鲁棒性,本文研究了一种模糊比例-积分-微分（Proportional Integral Derivative,PID）微波源温度控制系统。本文研究的主要内容如下:首先,本文在传统温度控制理论的基础上,通过查阅大量国内外相关文献,研究模糊理论在温度控制系统中的应用,设计了一种模糊PID温度控制算法。其次,设计了微波源温度控制系统的方案。在硬件方面,半导体制冷器（Thermoelectric Cooler,TEC）具有体积小、热惯性小、无污染等特点,因此本文选取TEC作为微波源温度控制的执行元件。在温度测量方面,本文采用铂热电阻作为温度传感器。本文以STM32单片机（Microcontroller Unit,MCU）作为控制核心,设计了电源电路、TEC驱动电路、显示电路和通信接口电路等硬件电路,选择变送器作为温度信号处理模块以获取目标温度值。软件方面,本文使用C语言进行软件设计,采用了软件模块化设计思想,分别设计了温度采集模块、模糊PID控制算法模块、脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation,PWM）控制模块和上位机模块,将VOFA+软件应用于上位机模块中,实现了温度信号采集、温度曲线显示、PID参数调控、结果分析等功能,并设计了矢量网络分析仪测试软件测试微波谐振腔的谐振频率波动。最后,对微波源温度控制系统进行了实验测试。实验结果表明:在20～55℃范围内,本文设计的微波源温度控制系统控制稳定度波动小于±0.2℃,微波源的谐振频率波动小,该温度控制系统具有超调量小、响应速度快和鲁棒性强等特点,达到了预期的设计目标。