随着现代卷绕设备向高速、高精度方向发展，其张力控制技术显得尤为重要。由于真空镀膜机卷绕张力系统结构复杂，影响因素多，系统参数存在着很强的耦合性、非线性、时变性和不确定性；在基础理论、检测技术和控制策略等方面还有很多问题需要解决。卷绕张力控制技术是其关键，卷绕张力控制的精度、稳定性将直接影响真空镀膜机对薄膜卷材的适应能力和产品的质量。本文研究的主要任务是通过对真空镀膜机卷绕张力控制系统的研究，建立卷绕装置的张力控制数学模型，选择适合特殊应用背景下的张力控制模式，设计出一套满足工业生产指标的卷绕张力控制系统。本文首先介绍了真空镀膜机卷绕张力控制系统的硬件结构，对其控制方式进行了讨论。对系统的主要元器件进行了详细分析，使用MATLAB/SIMLINK工具分别建立各个元器件的数学模型。并且，对各个执行元件之间的转矩关系进行了详细分析。然后，本文以胡克定律以及动态转矩平衡方程为基础，从放卷装置，蒸镀鼓——张力辊工作段，收卷装置三个角度，详细分析了薄膜卷材在运行过程中的张力作用情况，以及张力与速度、卷径之间的相互影响。构建了真空镀膜机卷绕张力控制系统的张力结构，并结合元器件模型最终建立了整个张力系统的多输入多输出模型。最后，将最大——最小蚁群算法应用于PID参数优化，对真空镀膜机卷绕张力控制系统进行了深入的仿真分析，取得了较好的控制效果。