当今,全球经济高速发展,能源短缺问题加剧,所以新能源的开发与应用在世界各国掀起了研究热潮。其中燃料电池作为高能量密度可移动电源的代表被广泛应用在移动通信、微型动力源,甚至国防建设等领域。而在众多的燃料电池中,质子交换膜燃料电池作为新一代发电技术,在市场中发展迅猛,其广阔的应用前景不可估量。膜电极组件作为质子交换膜燃料电池的“心脏”,其性能与制造成本非常关键。作为膜电极生产线中的关键设备,薄膜涂覆装置的控制性能对膜电极组件高效、低成本生产具有重要意义。而薄膜涂覆装置的张力控制又是加工生产过程中的关键技术,张力控制的效果直接影响着产品的质量。所以有必要对生产加工中的张力进行实时准确有效地控制,确保膜电极组件生产线处于健康安全稳定的运行状态。因此,本文主要对薄膜涂覆装置张力控制系统进行设计与仿真,包括以下几个方面的内容:首先分析了张力控制系统的国内外研究现状,明确张力的控制方法。在此基础上结合薄膜涂覆装置的加工工艺,对张力产生的原因及系统的动态特性进行分析。然后选取放卷段和收卷段作为研究对象,从其各自的工艺控制要求出发,分别确定收卷段和放卷段的张力控制方案,选择适宜的执行元件和检测装置并建立其相应的数学模型。然后设计基于DSP控制器TMS320F28335的张力控制系统的硬件电路,其中主要包括处理器模块、张力传感器模块、电源模块、串口模块、电流采样模块、速度采样模块以及功率驱动模块。在硬件平台的基础上,采用C语言进行软件设计,包括主程序、分区比例控制器控制程序、A/D采样程序、转速测量子程序、电机控制程序以及数据显示子程序,并给出主要程序的流程图。最后考虑到张力控制系统非线性、强耦合、多干扰等特点,采用传统的PID控制器难以获得满意的控制效果。因此,文章通过仿真分析比较传统PID控制算法与分区比例控制算法对张力控制的效果,提出了将分区比例控制算法应用到张力控制系统中。并利用MATLAB建立收卷段与放卷段的仿真模型,仿真结果表明采用分区比例控制算法可以满足张力控制系统对张力实时控制的要求。