科大反场箍缩装置(KTX)是由中国科大完全自行设计、自主研制集成的国内第一个大型反场箍缩实验装置。反场箍缩位形同时存在多种不稳定模式,其中切缝误差场限制了放电时间和等离子体电流的提升,引起放电不稳定并引起严重的等离子体-壁相互作用,甚至可能导致放电的提前终止。为延长等离子体放电时间,提高磁约束表现,必须对误差场进行反馈控制,从而抑制误差场大小。本文研究的主要内容为：应对于当前KTX系统中存在的问题以及物理需求,设计一套基于PID实时主动控制系统,用于抑制切缝处误差场,提高等离子体放电品质与放电时长。本文结构安排如下：第一章为绪论,简要描述KTX主动控制系统的物理背景及设计理念。第二章说明KTX误差场主动控制系统设计需求及物理意义,介绍主动控制系统在KTX放电过程中的位置及作用。第三章为KTX误差场主动控制系统实现硬件设计方案以及对应的软件设计方案,提出FPGA+STM32的设计思路,介绍基于PID控制方法的KTX主动控制系统硬件和软件的设计实现。第四章介绍KTX误差场主动控制系统中芯片选型、原理图与PCB设计等。重点介绍了小信号模拟放大电路及采样电路设计,这部分设计的优劣直接关系到最终控制电压的计算结果数据。在设计方案中,小信号通过屏蔽双绞线传输并通过二级放大电路输出到高精度ADC芯片采样,减少噪声对系统的影响。第五章介绍KTX误差场主动控制系统中FPGA芯片内数据采集存储、组帧传输接收、命令解析、ADC接口控制、DAC更新等功能的逻辑设计实现。第六章为MCU在控制系统中的位置以及网络传输的软件实现,详细介绍STM32移植LwlP网络协议的技术难点,以及SPI与FPGA端口通信的软件实现。第七章总结了本论文主要工作内容,指出KTX主动控制系统设计的不足之处、创新点和需要修改的地方。