普洱茶历史悠久,食用价值高,在国内外享有盛誉。在普洱茶分类中,普洱饼茶是极具代表性的一款茶叶,受到越来越多消费者的青睐。随着经济全球化的发展,普洱茶也开拓了像日本、韩国、马来西亚、欧美等海外市场。在面向国际市场的环境下,普洱饼茶的生产工艺及包装含量要求也更加严格,其中普洱饼茶制作工艺过程中的一个突出特点是要求多达5次的称重配料。众多具备一定规模的茶叶加工生产企业面临的一个共同难题是如何又快速、又准确的对散茶进行定量,并且保障在茶叶定量过程中不会对茶叶造成污染。因此,本文提出了对普洱茶定量设备研究的课题,通过对散料定量设备的研究,提出将组合秤应用到普洱茶的生产定量中。通过查阅大量的文献资料,总结出组合秤的国内外发展现状,以及在组合秤研究领域内国内外的最新研究进展。其中,在对组合秤的参数设置研究方面,国内几乎为空白,为此本文对组合秤参数设置模型的建立及参数优化设置方面进行了研究,并且对组合秤控制系统进行了设计开发。本文所做的研究工作主要包括以下几个方面:(1)从数学的角度论证组合称重的合理之处,根据组合秤的一般工作流程,结合国外的研究成果分析了参数设置的关键节点,建立了组合秤仿真模型并使用MATLAB实现模拟仿真。在此基础上,采用响应曲面法,对参数设置进行优化,经过仿真试验验证,优化后的参数设置点相比优化前,在单次定量期望值、合格率和成本消耗方面都取得了很好的效果。(2)提出了应用于普洱饼茶生产线定量的应用方案设计,根据设计的组合秤控制系统的总体架构,采用STM32F103单片机作为主要控制手段,对通信电路、触摸屏电路、数据采集电路、步进电机电路、电源电路进行了设计。(3)根据系统功能需求,进行了各个模块程序的编写,提出一种契合组合秤控制系统的组合算法。(4)对开发完成的一个组合秤的称重单元进行实验数据测试,对影响组合秤的称重精度与速度的因素进行了分析。本文的创新之处在于,其一,提取出组合秤的主要参数设置为每个斗的目标重量值的设置,通过优化参数获得了明显有益定量效果;其二,对组合秤控制系统进行了主从式方案设计,使用STM32F103单片机进行系统的开发。