科学技术在当今时代下飞速发展,微波等离子体技术也日趋成熟,其各项发明与成果亦广泛的应用于工业生产和日常生活当中。微波等离子体以其高电子温度、高电子密度、高电离度、工作气压范围宽和无电极污染等优点,受到了行业内的认可与青睐。与此同时,作为微波等离子体设备的供能单元及核心部分——微波电源,它输出功率的高低与稳定性的强弱却时刻制约着微波等离子体技术的发展。所以,研究和设计一种输出功率高、稳定性强的微波电源,不仅仅拥有极大的科研应用价值,同时也具有很高的商业价值。本文论述了高稳定大功率微波电源系统的研究与设计。通过对微波电源的核心部件——磁控管的工作原理以及其功率因素的分析,有针对性的制定了系统控制方案。由于本设计中的被控对象具有非线性、干扰因素多、模型难以具体化等特点,故采用了神经网络PID控制作为系统控制方案的核心,期望达到理想的效果。经Matlab/Simulink仿真平台上的实验分析和验证可以得出:神经网络PID控制具有良好的鲁棒性与抗干扰能力、稳定的静态特性和动态响应以及自我学习能力。本设计的软件程序方面在ATmega16L单片机平台下采用C语言进行模块化编程,实现微波输出功率在0-10k W的范围内稳定的连续可调;硬件电路方面则主要由磁场电源电路、电场电源电路、灯丝电源电路、单片机控制电路与外围辅助保护电路五部分构成,整体电路设计简洁明了、分工明确且贴合实际。同时考虑到微波电源设备昂贵繁重、占地面积大、环境因素要求较高、现场线路复杂且高电压与微波对实验人员存在安全隐患,本文将虚拟仪器这一新兴技术应用于设计之中。虚拟仪器将设备间与监控室隔离,在净化实验环境并避免安全隐患的同时,亦使实验人员能够进行远程监控与调节。本文完成了对控制方案的分析与制定,对硬件电路、软件程序也进行了详尽的研究与设计,为获得稳定的大功率微波磁控管电源给出了新的参考方案。相信在此基础上,通过不断的改进和完善,将会获得更安全高效且贴近需求的微波电源系统。