电子束是一种高能量密度的粒子束,可以用于实现各种高要求的现代化加工。电子束轰击炉由于其加工过程具有无污染、低能耗、高质量、高精度等优点被广泛应用于金属及合金的熔炼和提纯。要获得良好的熔炼提纯效果,必须有效控制电子束熔炼的工艺参数。高精度电子枪的偏转扫描控制系统是电子束轰击炉的关键部件之一,因此有必要对该系统进行深入地研究以提高设备的性能。本论文以功率为60kW、加速电压为30kV的电子束轰击炉为研究平台,在此基础上对电子束偏转扫描系统进行深入的分析和优化设计。　　第一,阐述了电子枪中电子束的产生、加速、磁聚焦和偏转扫描系统的工作原理,并对短磁透镜的焦距进行计算和分析。　　第二,基于磁偏转系统的结构模型及磁场分布原理,分析了纯磁场和有空间电荷作用下的电子受力情况,建立了电子束在磁场中飞行轨迹的数学模型,并运用matlab编程模拟了电子束的理想飞行轨迹。研究分析表明空间电荷对电子束在磁场中的轨迹影响很大,研究中不能忽视。　　第三,分析了强流电子束在通过偏转磁场区域过程中产生畸变、像散和场曲、慧差等像差的原因,并提出自动调焦校正像差的方法。通过在主聚焦透镜上叠加一个与偏转线圈电流同步的电压,可以实现动态补偿焦距,消除场曲,达到自动调焦的目的。　　第四,基于电子束扫描轨迹产生的原理,提出了电子束扫描轨迹、扫描频率、能量密度的控制策略及自动调焦的控制方法。采用ArbExpress软件来绘制任意扫描图形,并将图形离散化后存储起来,以供DSP作为图形数据库使用。　　第五,根据电子束加工工艺要求,搭建了基于DSP的电子束偏转扫描控制系统。该系统不仅提高了电子束偏转扫描的性能和精度,而且扩展了扫描图形的种类。设计制作了偏转扫描功率放大电路和聚焦控制电路。　　第六,编写基于LabVIEW的人机界面,使整个系统具备良好的扩展性。编写DSP软件控制程序,实现了偏转扫描控制系统与上位机的实时通信,并能控制电子束进行高速精确的偏转扫描,使电磁偏转扫描系统具有点扫描、线扫描、面扫描等复杂图形的扫描以及自动调焦等功能。最后通过实验验证了研究成果。　　本论文通过理论与实验相结合的方法,对电子束轰击炉电子枪的偏转扫描系统进行了较为深入地研究,研究结果对该系统的改进具有重要的指导意义。