碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）具有抗冲击、耐腐蚀、重量轻、可设计性等优点,在交通、航空航天、军事、医疗等领域获得广泛的应用。由于碳纤维复合材料具有导电性,且感应加热技术具有非接触、从材料内部生热、温度易于控制等优点,因此可以将电磁感应用于CFRP加热固化成型。但是,感应电源的输出参数、线圈尺寸结构以及材料各向异性的属性都会影响CFRP的温度分布和加热效果,而且传统的控制算法存在着自适应能力低、抗干扰差、精度低等问题,因此需要开展CFRP电磁感应加热系统设计及自适应控制研究。碳纤维复合材料的各向异性、铺层结构以及加热过程中的多场耦合等因素共同影响着CFRP感应加热的温度分布和加热效果。为研究CFRP在感应加热过程中的升温机理和温度场分布规律,基于感应加热等效电-磁-热多场耦合特性,建立了碳纤维层合结构感应加热有限元分析模型。模拟计算了交变磁场作用下纤维织构中涡旋电流、发热量产生和分布规律,通过实验验证了CFRP感应加热模型的有效性和准确性。为提升CFRP电磁感应加热效果,基于CFRP感应加热有限元模型,利用响应面和二次模型方差相结合的方法优化了电磁感应加热频率、线圈直径和匝数等工艺参数。依据优化后的工艺参数和控制需求,设计了CFRP电磁感应加热系统。针对传统的PID控制自适应能力差、精度低、抗干扰能力低的问题,设计了改进粒子群优化的模糊PID（IPSO-Fuzzy-PID）算法。基于遗传算法辨识的CFRP感应加热系统模型,利用仿真对比分析了PID、模糊PID、IPSO-FuzzyPID的动态响应、抗干扰性、自适应性以及稳态精度。仿真结果表明:相比传统的PID算法,IPSO-Fuzzy-PID算法提升了感应加热控制系统的自适应性、稳态精度以及抗干扰性;且改进的粒子群在收敛速度和精度上有较大提升。搭建了CFRP电磁感应加热实验平台,通过实验验证了电磁感应加热碳纤维复合材料的可行性及控制系统的有效性,相比传统的控制系统,本文设计的控制系统及自适应算法具有较高自适应能力、抗干扰性及控制精度,为CFRP的感应加热及控制系统设计提供了理论基础和参考。