针对复合材料预浸带缠绕过程中制品的残余应力、孔隙率最小化和层间剪切强度最大化的多目标优化问题,采用Box–Behnken Design(BBD)原理设计四因素三水平的T300/环氧预浸带缠绕实验;基于灰色关联分析将多目标优化问题转化为单目标优化问题,利用主成分分析法确定残余应力、孔隙率和层间剪切强度对灰色关联度的影响权重;通过对实验数据的回归分析,建立灰色关联度与主要缠绕工艺参数(缠绕温度、张力、压辊压力和缠绕速度)的二阶预测模型;对各工艺参数对残余应力、孔隙率、层间剪切强度和灰色关联度的影响规律进行分析,确定缠绕工艺参数优化方案;利用响应面法求解工艺参数优化问题并进行复合材料预浸带缠绕实验。结果表明:该优化方法获得的最优工艺参数组合可以有效改善残余应力、孔隙率和层间剪切强度,提高预浸带缠绕制品的性能。