加速器物理应用软件在大型粒子加速器建造和运行中的作用越来越重要,作者在调研了国际上主要的加速器物理应用软件包的功能、扩展性和先进性后,认为由美国散裂中子源(SNS)开发的XAL软件包具有明显的优势。中国散裂中子源(CSNS)控制系统欲引入该XAL软件包,并希望从加速器的设计和建造阶段就让其发挥作用。XAL虽然由美国SNS工程针对其加速器的情况而设计的,但是其中的大部分软件都具有良好的通用性,只需要更改其初始化配置文件就可以应用到其他加速器上。本论文的内容围绕着将XAL移植到CSNS加速器而展开的关键技术研究。　　 本文作者使用标准化规则及接口构建了CSNS加速器数据库,并将CSNS直线加速器和二条输运线(LRBT和RTBT)的部分设备数据录入数据库,为XAL物理应用软件先于加速器的建造提供了数据平台。在此基础上,参考原有的XAL与数据库接口软件,重新编写一套通用性更强的软件,使XAL可以更容易地应用于CSNS或其它加速器上。然后,利用该软件自动生成了XAL初始化配置文件,使得为SNS编写的大部分设备类都可以引进到CSNS工程中,也为CSNS虚拟加速器的开发提供了支持。　　 CSNS虚拟加速器是本文的重要研究内容,作者改进了SNS原有虚拟加速器软件的功能和界面,并成功地开发出了CSNS虚拟加速器。该虚拟加速器已可以模拟CSNS直线加速器和二条输运线上的各个设备的工作状态,并通过EPICS访问通道与EPICS客户端实现互动,从而达到了提前调试加速器调束软件的目的,今后还将扩展到包括所有的CSNS加速器。　　 在SLAC实验室交流访问期间,作者研发了加速器模式管理器,填补了加速器模式管理类软件中的一项空白。该软件现在已经应用到LCLS加速器的调束中,为LCLS工程调束发挥了重要的作用。　　 另外,作者还参与了国家自然科学基金课题资助下的将XAL改造为Eclipse插件体系结构这一国际合作项目。在分析了XAL加速器软件在新型的插件体系下的分解和扩展的基础上,独立地开发了若干个XAL插件,为XAL的插件化做出了有益的尝试。　　 本论文的研究作为CSNS工程控制系统预研工作的一部分,开展了将先进的XAL软件移植到国内的工作,并进行了一些很有效的改进工作,而且为CSNS加速器数据库的构建和加速器物理应用软件的研发提供了重要的依据和经验。本论文的工作可以直接应用于CSNS加速器控制系统的建造中。