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龙图腾网获悉太原理工大学申请的专利一种基于干扰观测补偿的碳纤维缠绕张力控制方法和装置获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120171072B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-19发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510665309.0，技术领域涉及：B29C70/32；该发明授权一种基于干扰观测补偿的碳纤维缠绕张力控制方法和装置是由梁建国;范宇航;陈占春;刘江林;李银辉;武婷;张晓祥;高海峰;薛玉钦;房鑫磊;杜昊霏设计研发完成，并于2025-05-22向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于干扰观测补偿的碳纤维缠绕张力控制方法和装置在说明书摘要公布了：本发明属于碳纤维缠绕设备控制领域，旨在解决复合材料缠绕成型过程中，存在着各种各样的干扰信号，且这类扰动信号会对缠绕张力产生较大影响的问题。提供了一种基于干扰观测补偿的碳纤维缠绕张力控制方法和装置，包括以下步骤：获取张力控制系统中摆杆的位置偏离信号和纱线处的张力信息；基于模糊分数阶PID控制器的输出控制伺服电机的放卷速度以使摆杆重新平衡，同时基于干扰观测器的输出控制张力调节杆以对未知干扰信号进行补偿；基于模糊分数阶PID控制器和干扰观测器的配合，完成张力控制系统中的张力控制。本发明显著增强了系统面对参数变化与外部干扰时的鲁棒性与适应性，使得系统在复杂多变的环境中亦能维持高精度的控制效果。

本发明授权一种基于干扰观测补偿的碳纤维缠绕张力控制方法和装置在权利要求书中公布了：1.一种基于干扰观测补偿的碳纤维缠绕张力控制方法，其特征在于，包括以下步骤： 基于被控系统的物理特性，建立张力控制系统分数阶数学模型； 建立模糊分数阶PID控制器，用于实现放卷速度的调节； 建立干扰观测器，用于实现对未知扰动的观测补偿，所述干扰观测器包括逆滤波器、二阶辅助滤波器和干扰补偿器；其中构建干扰观测器的步骤如下：设计逆滤波器，激励误差信号的干扰特性，使误差信号转化为可测信号；构建二阶辅助滤波器，建立干扰频率与输入干扰的关系，将输入干扰表示为关于虚拟扰动的参数形式，然后逐次降阶反推输入干扰；构建干扰补偿器，重构干扰信号，并对干扰信号进行前馈补偿； 获取张力控制系统中摆杆的位置偏离信号和纱线处的张力信息； 基于摆杆的位置偏离信号控制模糊分数阶PID控制器的输出，同时基于纱线处的张力信息控制干扰观测器的输出； 基于模糊分数阶PID控制器的输出控制伺服电机的放卷速度以使摆杆重新平衡，同时基于干扰观测器的输出控制张力调节杆以对未知干扰信号进行补偿；基于模糊分数阶PID控制器和干扰观测器的配合，完成张力控制系统中的张力控制； 其中，张力控制系统分数阶数学模型的传递函数的表达式为： 式中，为永磁同步电机的分数阶数学模型，，其中为扭矩常量，为电气时间常数，为机械时间常数，为电磁环节阶次，且，为机械环节阶次，且；为控制器增益参数；为电机减速器参数；为控制系统增益参数；为传感器增益参数；为纱团半径；为拉普拉斯变换域中的复频率； 模糊分数阶PID控制器的传递函数为： 式中，为分数阶PID控制器的比例系数；为分数阶PID控制器的积分系数；为分数阶PID控制器的微分系数；为分数阶PID控制器的积分阶数，且；为分数阶PID控制器的微分阶数，且； 逆滤波器的表达式为： 式中为系数矩阵对应的分子、分母多项式；的阶数分别用表示；由一阶惯性环节串联组成，为待定参数； 二阶辅助滤波器的表达式为： 式中，,, 为辅助滤波器内部信号，, 为待定参数，为可测信号。

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