本文主要研究新型医用纸张回卷机恒张力控制系统,完成了回卷机的总体设计和结构设计,建立了回卷机恒张力控制系统动态数学模型,利用PID控制算法,结合卷径变化控制收放卷线速度,在西门子PLC S7-300平台上实现了回卷过程中张力恒定,研制出一台适合医疗行业要求的新型恒张力控制的薄膜、纸张回卷机,并且回卷机实物样机通过现场实验验证。具体研究内容如下:本文通过对比几种典型卷取设备张力控制方法,分析了国内外复卷机,回卷机和带材卷取设备及其系统的研究现状,研究了张力控制的控制方式,控制算法现状,提出了本文主要研究内容。分析了新型医用纸张回卷机恒张力控制的硬件基础,对回卷机的总体设计方案、机械结构、关键部件及多种传感器进行了设计。通过对回卷机回卷过程中张力进行力学分析,得出了该系统控制策略,即通过控制收放卷的线速度来维持纸带中的恒张力。为了控制速度,又分别对收放卷端进行了张力动态研究,建立了数学模型,借助Matlab Simulink仿真软件确定了导致张力变化的线速度和纸卷半径等外部因素,进一步完善了张力控制策略,即结合纸卷卷径控制收放卷线速度,实现恒张力控制。在西门子PLC S7-300控制平台上,设计由两台交流伺服电机组成的回卷机,由于收放卷线速度是纸卷卷径r的函数,通过增量PID控制算法,得出不同材料、不同厚度对应不同的张力设定,进行张力控制,控制收放卷线速度,达到系统回卷张力恒定;通过回卷机实物样机的现场实验验证,经过回卷的纸卷松紧合适,两端齐平,完全符合设计要求,所设计回卷机最终交付使用。本文通过对收放卷张力动态数学模型进行模拟仿真,识别出系统主要干扰因素,利用增量PID控制算法,设计回卷机,实物样机现场实验证明系统的有效性,其性能满足设计要求,对其他带材卷取设备设计具有一定的通用性。