行波管是目前在军事装备和航空航天领域中应用最广泛的电真空器件,相比于其他微波放大器,它具有频带宽、功率大以及效率高等优势。行波管产品的种类十分繁多,其中,超宽带行波管主要应用于各类军事装备,要求在规定带宽内的有更大的输出功率和更高的整管效率;空间行波管主要应用于卫星和空间飞行器等航空航天领域,对其各种基本特性以及副特性要求更加严格,而对带宽和输出功率并没有太高的要求。行波管调试工作的内容是将多个性能参数都调至最好,然而由于行波管的性能参数有很多,而且不同类型的行波管还会有一些特殊的性能参数要求,因此在调试行波管时需要同时兼顾多个性能参数,使得调试工作非常困难。目前国内行波管调试工作主要依靠人工经验,然而对于这种复杂的多目标优化问题,手动调试有诸多弊端,调试后的产品难以达到性能要求。本文将行波管调试系统作为研究对象,利用快速非支配排序遗传算法(NSGAII),结合行波管电参数自动测试系统和可编程高压电源,设计了一套高性能行波管智能调试系统。该系统以行波管阴极电压值和多个收集极电压值作为决策变量,以行波管的多个性能参数作为优化目标,使用可编程高压电源对行波管各级供电,利用行波管电参数自动测试系统对相应的性能参数进行自动测试,通过快速非支配排序遗传算法(NSGA-II)来不断优化性能参数,从而达到调试的目的。行波管智能调试系统完全克服了手动调试的各种缺陷,实现了行波管调试工作的自动化和智能化。本文的主要工作如下:一、学习基本遗传算法,深入理解基本遗传算法涉及到的编码方式、交叉算子、变异算子以及选择算子等概念,分析其对优化过程的影响;学习快速非支配遗传算法(NSGA-II),理解快速非支配排序、拥挤度计算和精英策略等核心概念,分析该算法的时空复杂度、收敛速度以及优化过程。二、理解行波管高压电源的基本原理,掌握电源控制系统的通信方式和电源信息控制方法。针对高压电源的工作特性,提出了电压值组合排序方法,保证调试时高压电源的稳定性;了解手动调试的过程和注意事项,提出了螺旋线电流保护机制,避免行波管在调试时被损坏。理解行波管电参数自动测试系统和一体化测试平台的基本结构,掌握该系统多个不同性能参数的测试模块。三、结合快速非支配遗传算法(NSGA-II)、可编程高压电源、行波管电参数自动测试系统以及一体化测试平台提出高性能行波管智能调试系统,将多目标优化算法应用在行波管的调试工作上。实现行波管智能调试系统的用户界面,该界面支持用户输入、调试过程展示以及数据结果分析等功能,满足用户的使用需求。四、利用行波管智能调试系统优化低频点、中频点和高频点饱和状态下的整管效率,将优化结果和手动调试结果进行比较,验证调试系统的有效性;利用行波管智能调试系统优化中频点饱和效率和群时延波动,将优化结果和手动调试结果进行比较,再次验证调试系统的有效性。