工业实际生产过程中的张力控制是一个大时变、非线性的系统，具有变参数、变负载、强扰动等一系列特点。传统的基于线性模型的张力控制策略在应用于实际生产中会产生很大的控制误差。如何针对张力控制的特点，及针对系统的非线性提出有效的控制策略是解决张力控制问题的关键，同时随着工业加工及制造领域中对张力控制的应用日益广泛，并且对张力控制的精度要求逐步提高，应用新型的控制单元来实现高精度的张力控制系统已经成为诸多开发商和厂家的迫切需求，基于这些原因，本课题研究了卷绕系统的张力模型，对系统的设计提出动态及静态性能指标要求，针对这些性能指标，论证了满足该指标的张力控制方式，完成了对系统的硬件及软件设计，研究了PMAC多轴运动控制卡在张力控制系统中的应用。首先，介绍了张力控制系统的发展历史、趋势及张力控制的常用方法；针对张力控制系统的特点，提出了张力控制系统的控制方案。第二，完成了对张力控制系统的硬件的研制和开发，绘制出系统的详细硬件原理图，设计并画出PMAC卡与张力系统及伺服电机的接线图。第三，建立张力模型，对张力控制中恒功率负载数学模型进行了研究，推导出了求取卷径的公式。第四，研究PMAC多轴运动控制卡提供的控制算法，优化配置了张力控制的参数，经实验仿真得出实验结果。第五，采取了模块化设计的方法，研制开发了张力控制系统软件。包括主程序、软件初始化、人机监控软件；卷径的计算模块、信号处理模块、对PMAC限幅保护等模块的设计。最后，在实际张力系统上进行性能试验，给出实验结果，对系统做出分析评价。