张力控制系统是以卷材为材料的生产机械上最重要的控制系统,不论产品是纸张、塑料薄膜、纺织品、橡胶片或钢板带材,都是在一定的张力控制下被输送到设备,且在一定的张力下被卷取。张力的变化对加工材料会产生很大的影响。张力过大会造成加工材料的拉伸变形甚至断裂；张力过小会使卷取材料的层与层之间由于应力变形,造成收卷不整齐,影响加工质量；张力大小不稳定会导致卷材的松紧程度不同,导致成品率低。因此,张力控制就成为高精度卷取系统中非常关键的一个环节。本文针对卷取段卷取机张力控制展开研究。本文首先介绍国内外张力控制系统的发展情况,分析与研究了卷取机的张力控制原理,重点研究了卷取机的张力控制实现方式和惯性力矩补偿计算,在比较几种张力实现方式基础上,采用了复合张力控制方式。其次,研究了卷取机的卷绕特性、动态张力模型,建立了卷取机张力控制系统数学模型,得出卷取机张力系统具有非线性时变的特点。考虑用常规PID控制对于非线性时变系统不能获得满意的控制效果,本文采用模糊PID控制作为张力系统的控制方法,充分利用了模糊PID控制不依赖于被控对象的精确的数学模型,对调节对象的参数变化具有较强的鲁棒性的特点。然后,利用MATLAB软件分别对基于模糊PID控制算法和常规PID控制算法的张力控制系统进行仿真研究,得出张力系统在不同控制算法下的响应曲线,结果表明模糊PID控制算法缩短了系统调节时间,减少了系统超调量,改善了系统的动静态性能,提高了系统的抗干扰能力,增强了系统的鲁棒性,适用于冷连轧卷取张力控制系统。最后,对模糊PID控制器的量化因子和比例因子,使用遗传算法进行了优化。对优化的量化因子、比例因子和带钢卷径使用三次样条插值的方法得出优化的量化因子、比例因子和带钢卷径之间的关系,从而为量化因子、比例因子的在线调和张力控制系统的最优控制整提供了依据。