中国先导加速器驱动次临界系统项目(CiADS)需要建成一台强流超导质子直线加速器。CiADS对加速器稳定性提出了极为严苛的要求。高功率耦合器是加速器加速腔功率馈送关键部件,其对于加速器稳定性运行至关重要,因此需要严格的控制其性能。高功率耦合器常温测试系统是检验耦合器加工缺陷,获取物理特性,以及离线锻炼的重要工具。本文对先导专项ADS 25MeV超导质子加速器样机HWR010和HWR015耦合器的高功率常温测试系统进行分析,总结该测试系统缺陷,针对存在问题提出改进方案。本文依据改进方案,着重对低电平控制和测试平台两大核心系统进行重新开发和设计。一方面,针对原系统锻炼模式缺陷和连锁保护的不足,以FPGA开发板为基础开发全新低电平控制系统。充分利用FPGA高速信号处理能力,实现了1μ至CW任意脉宽的RF脉冲调制。采用FPGA+PC模式,改进底层扫幅算法,实现了稳定的ms级三角波快扫幅和梯形波扫幅。同时开发了扫幅和非扫幅模式下自动锻炼程序,提高耦合器离线锻炼效率。此外该控制系统还实现了0.4μs打火(ARC)连锁保护(10μs以内总连锁)和0.2ms真空连锁保护(3ms以内总连锁)。另一方面,对原有耦合器测试平台同轴连接方式弊端进行分析,提出内导体非接触式测试腔体结构设计。本文从功率传输线和功率耦合理论出发,对耦合器非接触式测试锻炼进行物理抽象,导出了测试腔体功率传输效率与耦合端口耦合度的关系,同时利用CST对理论推导进行了模拟验证。结合测试腔体功率传输的理论推导和HWR010、HWR015耦合器运行指标,确定了测试腔体设计端口耦合度。设计并优化了低频率下低损耗、宽通带、多用途耦合器测试腔体。实现了耦合器内导体非接触式锻炼,20kW锻炼功率下60W左右的腔体损耗和11MHz-3dB通带带宽。论文最后介绍了新测试锻炼控制系统锻炼一对162.5MHz HWR015耦合器的全过程,验证了控制系统的可靠性。