人们发现细胞电穿孔效应已经有50多年的历史了，在生物医学方面有了长足的研究进展和相关应用。而近年来的研究发现，细胞在脉宽τ为ns级、场强E≥1MV/m的脉冲电场作用下，细胞膜尽管未发生明显的电穿孔现象，但亚细胞结构(如细胞核、线粒体等)出现一系列功能性改变，同时诱导细胞凋亡，这种现象为亚细胞电处理生物学效应。这种作用机制为白血病、黑色素瘤等癌症带来新的治疗方法成为可能。目前，纳秒强脉冲电场诱导亚细胞生物学效应的重要特征已引起国内外学者广泛关注。本课题组在这一领域开展了一系列卓有成效的研究，本课题“纳秒强脉冲电场控制系统的研制”是本课题组所开展的“纳秒强脉冲电场诱导亚细胞生物学效应”的子课题之一。 本文在深入研究纳秒强脉冲电场(NsPEF)诱导亚细胞生物学效应的基础上，对近年来国内外关于纳秒强脉冲电场的研究和应用状况进行了综述与归纳；深入研究了帕邢原理、气体间隙放电原理和传输线原理等基本理论，找到了本控制系统设计的理论依据和出发点，并以空气为介质验证了帕邢定律，绘出了空气的帕邢曲线；通过研究探讨脉宽调制(PWM)技术在纳秒强脉冲电场控制系统方案设计关键技术中的应用，实现了程序控制强脉冲电场电压、电流与脉冲计数，代替传统的手动调节电极间隙的控制方式，完成了基于PWM技术的纳秒强脉冲电场控制系统的研制。 本文工作在完成控制系统开发的基础上，进行了系统测试，包括整体控制系统性能测试、控制信号波形测试和脉冲计数功能测试。系统测试结果表明，研制出的纳秒强脉冲电场控制系统运行正常，操作功能良好，能方便、准确地完成对纳秒脉冲电场电压、电流与脉冲计数的实时控制。此外，实验装置控制系统操作满足高压安全性，消除了操作者的安全隐患，能够满足实际实验时的操作需要。本装置能为纳秒强脉冲电场诱导亚细胞生物学效应相关实验及未来临床应用提供安全、可控的实验平台。