作为加速器驱动次嬗变研究装置(China initiative Accelerator Driven System,简称CiADS)的核心系统之一,超导质子直线加速器的功能是提供能量为500MeV,流强为5mA的高功率质子束。在束流功率加载过程中,束流模式从脉冲逐步过渡至近似连续波。当脉冲束流经过超导腔时所引起的瞬态束流负载效应会严重影响超导腔内电场幅值和相位的稳定性,使得后续束流不能得到有效的加速,影响束流的品质,甚至可能导致束流丢失。首先,本论文简要介绍了束流负载效应的基本理论与低电平控制环路的基本模型。为了便于分析单脉冲内超导腔幅值和相位的变化,根据等效电路原理,推导了超导腔时域建场公式,并建立了超导腔高频系统的仿真模型。利用该模型,仿真分析了不同的束流流强、脉宽以及前馈时序抖动等因素对腔压幅相稳定性的影响,并在ADS样机上,利用同样的束流参数对仿真结果进行了验证。结果表明,束流负载下超导腔内幅值和相位偏移的理论值与实验值的一致性偏差小于0.2%和0.02~°。利用此模型,本论文进一步对CiADS超导质子直线加速器中束流负载效应、前馈误差等因素对腔内电场幅相稳定性的影响进行系统分析,给出了不同流强的束流脉宽、前馈时序抖动、纹波幅值与纹波频率的可容忍阈值。研究结果为CiADS的束流稳定性与调试模式提供理论指导与数据支撑。同时,Ellip062加速段腔压变化较大,部分超导腔束流负载效应较为严重。仿真结果表明,通过提高超导腔带宽可以有效降低束流负载带来的影响,可以进一步提高该加速段的容忍度。为了解决ADS目前采用的固定量前馈补偿调试效率低下与精度较低的问题,本论文在原有的反馈环路模型上,增加了P型ILC自适应前馈仿真模型。通过该模型,对不同类型超导腔束流负载效应补偿的学习增益和收敛速度进行仿真分析。结果表明在P型ILC环路控制下,相比与负反馈环路,可以大幅度减小束流负载效应造成的幅相偏移。