随着我国航空工业的不断发展，自动铺丝技术作为复合材料成型的一种重要工艺方法，可以取代传统的手工铺丝工艺，大大提高航空复合材料成型件的精度。在铺丝工艺中影响制件质量最重要的因素是送丝过程中张力的波动，波动范围过大会导致制件的强度下降20%~30%。目前国内大多数航空工业集团都还在采用传统的手工铺丝或者半自动铺丝，所以本课题从张力的控制方式入手，对常用的张力控制方法进行比较，设计了一整套全自动恒张力送丝控制系统，并搭建试验平台进行了试验验证。　　本文具体研究内容如下：　　1）系统整体设计：由微控制器直接控制执行器件，通过调速电机与输丝电机的速度差产生张力，采用电阻应变式传感器作为张力检测模块。分别对执行元件、张力检测模块以及纤维丝张力传递模块进行传递函数的建立，对整个控制系统进行建模以及数学模型的推理，并建立了整个系统的传递函数。　　2）控制策略设计：设计了模糊自适应PID控制系统，输入信号为实际返回张力值与设定值的偏差e以及偏差变化量ec，经过模糊化处理运算、模糊规则分析、模糊推理运算以及解模糊运算，输出PID参数的改变量，改变PWM波占空比从而改变电机转速恒定系统张力；与传统PID相比，Simulink仿真验证了模糊自适应PID在响应速度与超调量上都有明显优势。　　3）系统硬件的设计：设计了下位机的整体硬件电路，分别为STM32 微控制器模块、信号放大模块、上下位机通讯模块以及电机驱动模块。设计了两种不同的信号放大方案，一种采用二级差分放大器，使用LM324运算放大器对张力信号进行放大；第二种采用专门的放大芯片 HX711。上下位机通讯模块则采用 CH340G 芯片，实现了电脑USB与STM32TTL电平的对接。　　4）系统软件设计：通过MDK5.14对STM32下位机进行软件编程，采用模块化编程方式，包括系统主函数模块、AD转换模块、串口通信模块、PWM输出控制模块以及模糊自适应PID模块，设计了上下位机的通讯协议；使用G语言在LABVIEW中进行上位机的设计，上位机在可以监控实时张力数据的同时，还能发送改变系统设定张力值的指令，使整个系统有了强大的人机交互能力。　　5）试验验证：进行了张力检测模块的试验标定，证明了张力测试模块的精度。分别采用不同的设定张力值以及送丝速度进行试验验证，试验表明恒张力控制的效果明显，基本可以将张力的平均最大误差稳定在10%以内。