四极杆-线形离子阱串联质谱仪作为一种新型质谱仪器,被广泛应用于在生物分子和有机分子结构检测分析中。质谱控制系统是质谱仪器的核心组成部分,传统质谱控制系统存在以下问题:传统的质谱仪大多采用并行传输总线进行数据传输,传输速率较低且布线复杂,不利于质谱高通量进程;商业控制系统往往采用软件滤波,存在时延较长和资源消耗较大的问题,不利于质谱仪小型化进程。本文针对以上问题,完成了四极杆-线形离子阱串联质谱仪器平台搭建,设计了一套基于高速串行总线技术的质谱控制系统,提高数据传输速度和仪器信噪比的同时,减少处理器资源消耗量,并在多个质谱仪器上完成了相关测试。首先,自主搭建一台了四极杆-线形离子阱串联质谱仪器平台。根据质谱仪器的原理和技术指标要求,完成了质谱核心部件的结构设计和选型。搭建完成后,对仪器进行整机测试,质谱平台的分辨率最高达0.25 m/z,最低达0.72 m/z,均小于一个单位质量分辨,质量扫描范围为0-2000 m/z,灵敏度为0.483 ppb,均达到预期技术指标。其次,完成了对质谱控制系统的设计和实现,将质谱控制系统分为五个模块:1、主板模块,负责解析用户指令、发送指令、接收和显示数据;2、主控模块,完成对数据采集和处理模块的同步,将数据传输给传输模块;3、数据采集模块,将检测器输出的电信号进行模拟滤波、放大、模/数转换;4、数据处理模块,对采集后的数据滤波;5、传输模块,采用高速串行总线（Peripheral Component Interconnect Express,PCIe）传输协议,将质谱数据打包成PCIe数据包形式缓存和传输,选择直接内存读取（Direct Memory Access,DMA）数据传输方式减少中央处理器（Central Processing Unit,CPU）资源占用,实现DMA 423/752 MB/s的读/写传输速率。然后,开发了基于现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）芯片的数据处理模块。引入数字滤波器和均值滤波两种方式提高质谱仪器的信噪比。针对数字滤波器参数设置不当会降低质谱仪质量分辨率以及浪费系统资源的问题,提出了一种数字滤波器参数设计的方法,完成了数字滤波器的窗函数、阶数以及最佳截止频率的参数设计。参数设计完成后通过Quartus Prime软件中的FIRΠIP核进行滤波运算,实现不同扫描速度下的最佳信噪比提升,经集成测试后,不同扫描速度下的仪器信噪比均提升50%以上。最后,将控制系统应用在四极杆-线形离子阱串联质谱平台和小型四极质谱仪器平台,分别展开对利血平和全氟三丁胺的检测分析。结果表明,使用本控制系统完成了20000 amu/s的高速扫描,信噪比提升72%和56%,分辨率降低量小于1%,质谱信号质量大幅度提升,验证了本系统的有效性及通用性。