合肥红外自由电子激光（IR-FEL）是一个工作在中红外和远红外波段的自由电子激光装置，为达到其设计指标，需要使用低电平系统（LLRF）对加速腔内加速场的幅度和相位进行监测和控制。但是速调管的输入输出非线性特性，使得近饱和区控制增益降低，导致了反馈效率的降低。设计了基于可编程逻辑阵列（FPGA）的预失真模型对速调管的幅度非线性特性进行修正，并且对2048节点直接查找表算法和32节点线性插值查找表算法进行了比较和在线实验。比较结果显示，在准确度满足要求情况下，直接查找表算法比线性插值查找表算法延迟减少25%，并且资源消耗量要少于线性插值查找表算法。采用基于直接查找表算法的预失真模块在东芝E3729型号速调管上进行了反馈效率的比较，添加预失真模块后反馈效率提高了43%。

为突破传统束流堆积方式瓶颈、提高重离子流强，兰州重离子加速器冷却储存实验环（HIRFL-CSRe）将采用移动式脉冲堆积方案（Moving Barrier Bucket）。该方案要求高频系统能产生高精度的单正弦电压，然而由于Barrier Bucket（BB）电压的宽带特性以及高频系统的非线性，高频腔内的BB电压存在着严重的失真问题。针对此问题，在全面分析了BB电压波形特性以及高频系统的频率响应的基础上，设计了BB电压预失真前馈控制方案，并详细描述了该方案的原理、仿真、软硬件设计以及实际测试结果。研究成果将应用于HIRFL-CSRe的BB束流堆积实验以及十二五强流重离子加速器（HIAF）的BB堆积模式。

合肥光源（HLS-II）在重大维修改造之后，其光源性能有了很大的提升。为了进一步实现连续、平稳地供光，需要对其进行恒流改造。恒流运行要求直线加速器的微波功率源有长期的稳定性与可靠性，旧的模拟低电平控制系统满足不了要求。本文基于微型电信计算平台（MTCA）设计实现了数字低电平控制系统，控制微波功率源的幅度和相位，它由以FPGA为核心的数字板卡、射频板卡、MTCA机箱以及频率合成系统组成。该数字低电平系统工作在2856 MHz的S波段，在线运行幅度稳定度达到0.04%，相位稳定度达到0.2°，满足恒流改造对直线加速器数字低电平系统0.25°相位抖动RMS值的相位精度要求。