回旋加速器由于其结构紧凑、耗能小等优点,在生物、医学和核物理基础研究等领域,特别是在放射性同位素生产方面,有着主要而广泛的应用。回旋加速器研制是一项投资大、周期长、风险高的复杂工程。在传统的加速器设计与制造方式中引入虚拟样机技术,研制一个应用于加速器设计与制造的虚拟平台,是零风险实现回旋加速器创新设计的有效途径。虚拟控制系统是回旋加速器虚拟样机体系的一个重要组件。虚拟控制系统可以帮助设计人员在实现实际系统之前找到最佳的参数配置,验证控制有效性,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; 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。本文系统分析了回旋加速器控制系统的任务,根据软件工程的原理,建立了三层分布式虚拟控制系统软件体系结构:上层为中央控制台和三维显示系统,中间层主要由数据库和数据库管理系统组成,下层是回旋加速器的数字模型。随后对中央控制台管理软件中人机界面的创建、顺序控制系统和安全联锁系统的开发、反馈控制——PID在设备控制中的应用等部分进行了详细论述,并在LabVIEW 环境中进行实现。数据库采用SQL Server 关系数据库,并详细介绍了LabVIEW 与数据库的访问接口的设计。该系统具有高度的可靠性和可扩展性,可以模拟回旋加速器的启动和运行控制过程,并具备良好的人机交互性能。开展回旋加速器虚拟控制系统研究,是回旋加速器虚拟样机设计的迫切需求,对于提高对回旋加速器控制系统的开发能力和应用水平,具有重要的意义。