在乌龙茶的制作工艺中,茶叶烘焙是提升茶叶质量的重要环节,而温湿度的控制对茶叶烘培又十分关键,为了改进现有的茶叶烘培机中采用传统的PID控制方式并且减少烘培过程中人员对熟练操作经验的依赖,本文设计了适于乌龙茶烘焙的基于模糊PID控制的温度控制系统以及湿度控制系统。对于温度控制,系统以PC机为上位机(以VB为平台设计界面软件),单片机为下位机,由上位机完成复杂的数据处理和对下位机的控制,单片机主要完成数据采集和对加热装置的控制。在下位机模块,采用温湿度传感器实时采集烘焙箱的温度和湿度,并通过串行通信将温湿度数据发送给VB软件界面,VB界面实时显示温湿度变化曲线,并在VB软件界面采用VB和Matlab混合编程以温差和温差变化率两参数实现模糊控制器实时修正PID控制器的参数,再由PID算法得出控制量,并将控制命令和控制量通过串口通信发送给单片机,由单片机实现对继电器通断的控制来实现对加热装置的功率和占空比控制,调节烘焙温度。对于湿度控制,可设置阈值,当湿度达到阈值时执行抽湿控制,通过排气扇祛除湿气,保证茶叶香气和质量。通过Matlab/Simulink的实验仿真及实际实验证明本系统对于温度的控制效果良好,减少了过渡时间及超调量,加快了升温速度,相比传统PID控制系统的动态性能和稳态性能都得到改善,并能达到控制精度要求。系统设计的软件界面直观友善,方便参数调整和数据显示,可以实现灵活独立控制。系统对湿度的控制也便于操作和实现,能达到控制效果。因此,本系统可实际应用于茶叶烘培机的温湿度控制。