纤维缠绕张力是复合材料缠绕成型工艺中重要的控制参数,直接影响着缠绕制品的质量.张力控制是纤维缠绕工艺中的关键技术之一,合理的张力值能否得以准确和稳定的实施,取决于张力控制系统.该文首先回顾了复合材料的发展和应用,总结了国内外纤维缠绕技术及张力器的发展概况.在对张力系统的组成和工作原理进行了分析和研究后,提出了以PIC单片机系统为控制器,以交流数字伺服电机为执行元件,用半径跟随臂补偿纱团半径变化的闭环张力控制系统.交流数字伺服电机工作在速度控制方式下,同时对电机进行转矩限定,利用伺服系统的转矩与速度反馈信号实现张力闭环控制,提高了张力控制精度.伺服电机既作为执行元件又作为回纱电机,因而简化了控制系统.文中建立了张力控制系统的数学模型,分析了控制系统的工作原理.在探讨了PID控制算法及其离散化方法以后,提出张力系统应采用积分分离式数字PID控制方法.该张力控制系统以PIC单片机系统为控制器,在设计并完成了系统的硬件电路之后,编写了张力控制系统运行的程序,并对软、硬件系统进行了调试,从而保证了PIC单片机系统能够顺利完成本张力系统控制器的功能.对张力控制系统内外部参数进行整定之后,对整个控制系统进行了试验研究.通过试验以及对试验结果的分析,得出了该张力控制系统的静差率,系统对张力设定值变化的响应时间,回纱时间等参数,证明了该控制方案的可行性.该张力控制系统稳定性好,反应速度快,控制精度较高.