树脂基复合材料压力容器具有质量轻、耐腐蚀、抗疲劳等优点,已应用于航空航天、军事、能源工业等领域。但树脂基复合材料容器在冲击载荷下易发生树脂基体失效,严重限制了其在可移动、冲击环境等领域的应用。为提升复合材料压力容器耐冲击性能,可以采用不带树脂的干纤维缠绕增强压力容器。然而,不同于传统的湿法纤维缠绕成型结构,干纤维缠绕由于没有树脂基体对纤维的浸润、粘接及应力传递作用,其成型过程对纤维落纱点精度及纤维张力的稳定性提出了更高的要求,因此本文研究由塑料弹性内衬层、干纤维缠绕增强层、外部防护层构成的无树脂干纤维新型压力容器的成型工艺及其控制系统。为了实现干纤维增强压力容器的结构设计和稳定缠绕成型,设计基于六自由度工业机器人的干纤维缠绕压力容器工作站。为了保证机器人缠绕过程中纤维能稳定、精准的跟踪预先设定的落纱点轨迹,首先分析纤维缠绕的基本线型及稳定缠绕的必要条件,设计压力容器筒身段及封头段表面的落纱点轨迹;根据落纱点的轨迹,利用MATLAB软件进行机器人作业轨迹仿真,分析四种不同的包络形式及悬纱长度对机器人末端出纱点轨迹的影响,从而,获得优化的压力容器缠绕机器人作业轨迹。干纤维张力的稳定对纤维落纱点轨迹的精准度及干纤维压力容器的力学性能有较大影响,精确且平稳的张力可以有效增强缠绕压力容器的承受内压及抗疲劳程度。因此,在缠绕过程中对干纤维张力的控制也提出了更高的要求。本文针对纤维缠绕过程中张力控制存在多扰动、时变、非线性等问题,通过分析干纤维缠绕中张力波动产生的原因,建立放卷侧力矩平衡方程,分析速度、卷径、加速度等因素对张力动态性能的影响,并利用摆杆机构来缓冲张力扰动。为了改进传统PID控制方法存在张力控制适应性差的问题,提出PID控制与模糊控制相结合的控制策略,并利用改进遗传算法优化模糊PID控制器参数,提高干纤维缠绕张力控制适应性及其精度。最后,搭建基于KUKA机器人及西门子PLC的干纤维增强压力容器机器人缠绕及张力控制实验平台,设计纤维缠绕及张力控制上位机及下位机程序。通过干纤维压力容器缠绕作业轨迹优化实验、张力控制等实验,验证干纤维缠绕的工艺可行性,及本文提出的轨迹优化方法、张力控制算法的有效性,为干纤维增强压力容器成型提供了参考。