回旋加速器目前广泛应用于国防基础科学研究、同位素生产以及诊断、治疗等医学应用领域,但国内由于缺乏其整机设计的原创思想,难以建造具有完全独立知识产权的商业化产品。基于虚拟样机的回旋加速器虚拟控制技术可以帮助设计人员在较短周期内进行加速器顺序控制与联锁逻辑以及闭环控制器的辅助设计与仿真,并通过控制有效性验证加快加速器控制环节的设计和实现过程,对加速器虚拟样机的整机优化设计提供帮助和支持;另外,结合虚拟现实的手段,虚拟控制系统可用于加速器操作人员的培训。本文针对虚拟样机技术在回旋加速器设计与制造上的应用和需求,提出了一个用于回旋加速器控制系统设计、仿真及验证的软件平台:Cyclotron Virtual Control Platform(CVCP)。该平台采用面向对象的设计方法和基于Model-View-Controller(MVC)的软件体系结构模式设计。设计中运用UML统一建模语言建立和描述了系统框架,并使用C++语言进行了实现。同时,作者运用有限状态机理论和Stateflow工具实现了加速器顺序控制和联锁系统的建模与动态仿真,并探讨了如何使用Simulink软件和Real-time Workshop工具实现加速器闭环控制系统建模、仿真、C++目标代码的自动生成以及同CVCP整合的全部过程。实例表明:运用该软件平台及相应的仿真方法能够在较短的周期内针对具体的回旋加速器设备建立相应的虚拟控制软件系统。该系统可以模拟回旋加速器的启动和运行过程,进行加速器控制系统设计与验证,同时具备良好的人机交互性能。