国际热核聚变实验反应堆（International Thermonuclear Experimental Reactor,ITER）是世界上首个正在建造的反应堆级的磁约束核聚变实验装置,将通过氘氚核反应产生500MW的聚变功率。ITER是体系庞大环境复杂的大科学核实验装置,燃烧等离子体诊断是其重要组成部分,对装置的安全运行和保护以及等离子体控制和运行至关重要。其中径向X射线相机（Radial X-ray Camera,RXC）是ITER重要的诊断系统之一,主要诊断ITER等离子体产生的软X射线,给出高时空分辨率的辐射极向分布,用于磁流体力学（Magnetohydrodynamics,MHD）不稳定性、边界局域模（Edge Localized Mode,ELMs）等关键物理研究。为实现核环境下径向X射线相机多通道诊断数据的获取、处理和实时发布,并对相机主要组件的参数和状态进行远程监控和控制,为其安全运行提供关键性保障,为ITER的运行和实验提供重要支持,径向X射线相机的控制系统的设计是关键研究课题。在ITER核环境下,要求相机的控制系统必须具有高可靠性和高稳定性,以保证径向X射线相机的诊断结果可靠地用于装置运行、先进的等离子体控制和装置保护。根据ITER对径向X射线相机的要求,相机的探测器信号数量多达140通道,信号带宽高,同时由于ITER诊断大厅的空间限制,对控制系统的软硬件选型和集成提出很高的要求。首先,在硬件上采用单机箱多采集卡的方式,以满足一百多道信号测量以及系统高集成度的要求;其次,采用200kHz的采样率来满足信号高带宽的要求.由此系统的数据吞吐量达到了百兆每秒,增加了数据传输性能的压力;再次,作为给等离子体位形提供相关参数的诊断系统,其所测量的数据是时间演化的波形数据,一百多通道之间的数据同步性是离线数据分析准确性的根本保证;最后,系统提供的等离子体位形相关参数将作为等离子体实时控制系统的重要诊断数据源,因此数据发布给等离子体控制系统（Plasma Control System,PCS）的实时性也是控制系统设计开发的重点。考虑ITER在氘氚核反应时,径向X射线相机窗口法兰内、外的中子通量分别达到1 × 1014n/cm2·s和1×08n/cm2·s的水平,导致相应的窗口法兰内、外的探测器和电子学在服役期间存在失效的风险,且因受到环境辐射剂量的影响只能限时进入装置现场维护,因此需要实现对相机主要组件进行远程监控和控制。针对以上问题和难点,径向X射线相机控制系统的设计开发遵循了 ISO/IEC 15288（系统生命周期过程）和ISO/IEC 12207（软件生命周期过程）两项国际标准,同时首次将校核与验证模型（Verification and Validation,V＆V）引入到控制系统软件开发过程中,提高了控制系统的稳定性与可靠性。相机控制系统在硬件选型上必须充分考虑系统集成和性能的要求,同时,在软件方面进行功能和性能的开发。开发设计了设备支持独立层,可有效管理相关的采集设备、电源设备以及信号调理设备,利于软硬件维护和升级;采集模块采用了消息队列和环形缓冲对数据采集与数据传输任务之间进行协调,保证了数据采集与数据传输的异步处理,避免数据丢失和内存溢出,满足了该系统的数据吞吐量的要求;基于ITER统一时钟源开发设计的时钟模块,利用PXI总线技术实现多采集模块的触发和时钟同步;基于UDP多播功能,开发了数据实时发布模块,在万兆网络的基础上实现了 100μs的等间隔数据实时传输,为等离子体位形控制提供重要数据源。基于可编程逻辑控制器设计开发的安全监控系统,对探测器温度、电子学增益和温度以及电源设备参数和状态等进行远程监控和控制,据此适时对它们进行预防性维护,为相机在核环境下的安全运行提供保障。径向X射线相机控制系统目前已通过ITER国际组织的评审。论文研究的径向X射线相机控制系统的设计方法和技术,为国内未来聚变堆中的诊断控制系统的设计和研制提供了重要参考。