带材跑偏是指纸张、软包装印刷材料、带钢、塑料薄膜、织物等可绕性带材在卷绕过程中，由于卷取带材的张力变化、前道工序卷绕不齐以及带材的厚度不均匀等多种因素的影响，而呈现出交替随机的横向跑偏。这种现象导致带材在收卷时边缘不整齐，若不及时纠偏，不仅影响带材的加工、无法保证产品质量，而且增加原料能源消耗，严重时会使生产设备不能正常运行。本文针对带材在收卷过程中存在的交变式跑偏，设计了一种基于重复控制与自适应PD控制两种方法相结合的纠偏控制系统。首先，本文对带材跑偏控制的背景、意义及国内外同行的研究现状进行了分析，介绍了常用的跑偏传感器、纠偏执行器、纠偏控制算法，并探讨了基于CCD传感器的新型跑偏检测方法。在此基础上，根据带材纠偏控制系统的特点，以带材收卷纠偏为例提出新型跑偏跟踪控制方案，介绍了该纠偏控制系统的组成及工作原理，以及软硬件方案和主要功能。其次，本文分析了收卷纠偏控制系统的数学模型，并根据PID控制具有良好的动态性能与重复控制具有良好的稳态性能的特点，设计了新型纠偏控制算法，即基于重复控制的自适应PD控制算法。然后在MATLAB环境下，对采用自适应PD控制的算法和采用重复控制与自适应PD控制相结合的算法进行仿真比较，仿真结果表明：采用新型纠偏控制算法可以很好地改善系统的跟踪性能，可以解决正弦式交变跑偏问题，使带材收卷纠偏控制系统具有良好的动、静态性能。为后续研究奠定了理论基础。最后，基于嵌入式芯片STM32F103VET6对新型纠偏控制器进行软、硬件设计。其中，硬件部分主要包括主控板电路设计、人机界面设计、驱动电路设计、信号处理设计、电源电路设计；软件部分基于嵌入式实时操作系统μC/OS-II的设计思路，对系统的主程序、中断服务程序及子程序进行了模块化设计，介绍了新型纠偏控制算法、信号采集和PWM输出等的实现方法。经过理论研究与实验，表明本系统达到了预期的目的。