软X射线自由电子激光装置（Soft X-ray Free-Electron Laser,SXFEL）已经完成了试验装置的建设,通过国家验收,同时完成了性能升级,正在进行用户装置调试。目前,SXFEL运行在单束团模式,后续将运行在双束团、甚至是多束团模式,因此需要升级当前的微波系统。在高梯度电子直线加速器的组成部件中,能量倍增器是其中一种重要的无源射频腔,它能够将低功率长脉冲压缩为高功率短脉冲,用以提高加速电场的梯度和功率源使用效率。目前,SXFEL的能量倍增器均工作在普通模式下。该模式下,倍增器输出脉冲的幅度随时间指数衰减,这样的脉冲无法实现SXFEL用户装置所需要的多束团运行模式。多束团运行模式要求一连串的电子束团在同一个脉冲的不同纵向位置处被加速到相同能量,这就意味着能量倍增器的输出脉冲波形必须是平坦度好于0.1%（rms）的矩形波。本课题将选择幅度调制方法,通过数字低电平射频（Low-Level Radio Frequency,LLRF）控制系统对能量倍增器的输入波形进行精准调控,进而实现了其输出脉冲的平坦化。现有的平坦化能量倍增器输出的方法,必须事先获取与能量倍增器相关的微波系统参数。这些微波系统参数的数值会因外界环境的变化而变化,所以需要一种适用性广、无需精细数学模型、能实时跟踪系统慢漂并及时做出响应的控制算法。为了验证和比较不同调制方法的功能性、动态和静态特性,在本课题中,搭建了一个包含能量倍增器的低功率微波实验平台。解析式法、双环PI控制法以及基于多变量估计的自适应控制法在该平台上进行测试,结果表明双环PI控制法和自适应控制法都可以平坦化并保持能量倍增器输出脉冲的波形和幅值。自适应控制法因具有较大的收敛区间和较快的收敛速度且有理论支撑,而被选作首选方案。根据实验结果与理论分析,课题针对能量倍增器系统的特点对自适应算法进行了三项优化和改进。最终在11小时的连续测试中,其能够稳定平顶的平均幅度在幅值的0.08%（rms）以内,并且能够保持输出的平坦度。当系统发生慢漂时,算法依旧能将输出维持在可接受的范围内。当因人为介入而造成的系统状态剧烈跳变发生时,算法能在1分钟内恢复系统输出。优化后的自适应算法还在SXFEL上进行了高功率测试。微波功率测试和束流能量测试分别验证了该算法的功能性与可靠性。算法性能满足课题要求。在实验过程中,发现了系统传输延时不是采样时钟整数倍所带来的测量波形失真,并在随后的实验中消除了此现象。本课题探索了一种使能量倍增器长期稳定输出平顶脉冲波的方法,填补了关于该问题的研究空白。平坦化有助于提高微波功率能量利用率、保持下游波荡器可以以同样的重复频率运行、为双束团模式提供束流源支持、减小能量增益对时间抖动的敏感性、提高加速梯度等。本课题还为SXFEL用户装置的建造指出了一条改进路线。