磁控管是一种大功率微波源,在核医学、工业和民用加热、辐照育种、工业材料改性、先进控制等领域起到供给能源的作用。磁控管本质是一个极其不稳定的振荡器,因此对磁控管的稳定控制就显得十分必要与迫切。另外,对磁控管的频率、相位控制需要调频回路与注入锁频联合调定;双只磁控管功率合成需要调相回路与大功率合成联合调定。论文以FPGA为核心控制单元,设计低电平（LLRF）控制系统对磁控管进行控制,目标是使磁控管低电平控制系统的频率稳定度为403±5MHz,相位稳定度为30±1°,功率稳定度为225±2.25k W。论文通过研究磁控管注入锁频特性、大功率合成特性,结合低电平控制算法完成低电平控制系统的搭建。对于频率调节,由于磁控管的极易震荡性,注入锁频之前需要通过调频回路预先调节,调频回路与谐振腔技术结合,将频率调节转化为相位调节,通过LLRF控制算法将偏差转化为驱动脉冲,驱动调谐杆进行频率调定;对于幅度调节,将能量耦合到磁控管的阳极电压上,使磁控管幅度稳定;对于相位调节,通过注入锁频方式保证两只磁控管的输出相位一致,使得大功率合成条件满足。磁控管LLRF控制系统的核心是基于FPGA的低电平控制算法,该算法利用滤波算法进行信号的降噪,利用数字IQ、CORDIC算法鉴别信号幅相、PID算法控制信号,使用RGMII千兆以太网进行数据的传输。论文将传统低电平控制算法中FIR滤波算法优化为自适应LMS滤波算法,采用ARP动态映射使得FPGA能够自动获取对端设备的MAC地址。算法与通信均在xc7z020clg400-2 FPGA上实现,验证了算法与通信系统的正确性。结果表明,自适应滤波算法使控制系统能够适应恶劣的电磁环境,增加采集数据的信噪比,采用ARP动态映射的通信方法增加了控制系统的兼容性,使低电平控制系统得到优化。