本文在分析和研究现有纤维复合材料缠绕(FW)成型机构张力测控系统的结构和发展状况的基础上,研究设计了一种基于力矩电机的在快速缠绕情况下可实现对张力的高精度控制的张力测控系统。本文的主要工作包括:(1)电阻应变式张力传感器的结构分析及其调理转换电路设计,以及传感器的动静态响应特性;(2)分析了系统的执行元件——力矩电机的工作原理以及传递函数,建立了张力控制系统的数学模型,结合力矩电机的驱动控制电路,对电机工作特性进行了仿真。(3)系统以单片机为控制核心,采用数字PID控制结合力矩电机控制器实现对电机的转矩控制,系统的性能得到了很大的改善,使张力控制系统达到响应快速、波动率小的较理想的控制目标。(4)本文对纤维缠绕张力控制系统进行了软件设计,软件以功能模块的结构设计方法进行设计,减少模块之间的耦合,提高编程和调试速度。文中介绍了增量式PID运算模块以及数据通讯模块的设计方法。(5)为了验证张力测控系统的控制效果,本文对张力测控系统进行了试验研究。通过对力矩电机堵转状态下的相关试验数据研究分析,验证系统达到了在快速缠绕情况下对张力要求响应快速和稳定控制的目标。