预浸布作为一种制作复合材料的工业化原材料，对于复合材料产品的应用和生产具有重要的意义。本文以湖北航宇所委托天津工业大学研制碳纤维预浸布生产设备为应用背景，针对多丝束碳纤维干扰因素多、张力稳定难以及铺放精度高的特点，开展了对碳纤维预浸铺放机系统的研究。本文主要完成了以下方面的工作：　　 1.对碳纤维预浸铺放机生产工艺进行了分析，从理论上研究了碳纤维铺放的卷绕及张力理论，对系统的核心环节：摩擦张力调节环节，碳纤维放卷辊及铺放辊环节，同步运动环节分别进行了建模，在此基础上，最终建立了基于框图的整机系统模型，为其后的仿真奠定了理论基础。　　 2.研究了系统控制策略，设计了微分前馈滤波型二自由度张力控制器，并通过对信号的滤波处理有效的防止了干扰信号的影响。在系统建模的基础上进行了simulink环境下的仿真，验证了张力控制器的可行性并得到了优化参数；设计了目标跟随式的同步运动控制器，保证了铺放的高质量。　　 3.基于对碳纤维预浸铺放系统控制策略的研究，对碳纤维预浸铺放机的控制系统软硬件进行全方位的设计，实际结果表明，采用以上算法后，碳纤维张力达到±1N；铺放精度达到±0.1mm。研究了触摸屏与远端监控相结合的双上位控制结构，设计了触摸屏本地人-机接口，利用RS-485总线传输，实现了碳纤维预浸铺放机远端监控。　　 本套设备已经通过验收。实际结果表明，采用积分前馈滤波型二自由度PID控制的碳纤维铺放机系统满足整机高速、高精度的要求，在铺放速度15-35(m/min)时，张力稳定均匀，达到允许波动±1N的要求；利用目标跟随式同步运动控制，碳纤维铺放平整，无重叠、间隙现象，铺放精度达到误差±0.1mm以内的要求；采用触摸屏、远端PC双上位设计，满足现代化工厂“分散制造，集中监控”的生产要求。