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随着生活水平的提高,人们对茶叶的需求量越来越大、对茶叶品质的要求也越来越高。中国是世界上最主要的茶叶生产国和消费国,其中绿茶所占的比例最大,是茶叶生产和消费的主导产品。杀青作为绿茶初制的首道工序,因其对绿茶制品品质起决定性的作用,故而是极关键的加工工序。因此,杀青原理及杀青系统控制技术的研究具有重要的意义。我国眼下对茶叶杀青机最常见的控制方式为以温度为指标,通过恒温控制去保证茶叶杀青的质量;但是鲜叶初始含水率在不同时间段、不同天气影响下有波动,且茶叶的送料速率因每次投入量不同而有变动,因而固定参数下的恒温控制会因为外界环境变化无法自行调节,并且基于试凑法等确定控制参数的传统PID算法易出现控制性能不佳现象,令茶叶杀不透,表现出草气重,缺少香味(类似果皮)等现象,因此该控制方式难确保产品质量。本文分析杀青原理以及滚筒杀青机的工作原理,由杀青要求,设计了以基于MCU的嵌入式系统,并基于模糊推理和BP神经网络PID的杀青控制系统。本文所做的主要工作如下:(1)分析了杀青系统的传热过程、茶叶杀青原理以及本文所采用的茶叶杀青系统的机械结构特点及其工作原理;同时根据物料干燥理论确定了茶叶杀青过程主要处于恒速干燥阶段,并在此基础上利用传热传质原理分析,基于热能量转换确定了电热式滚筒杀青机的功率与投叶速率、含水率、滚筒温度、杀青时间等等一系列参数之间的理论关系式,以指导帮助对杀青系统确立不同条件下的各杀青参数范围,结合一定专家经验为模糊决策提供对应的参数范围和规则。同时根据茶叶运动特性,确定了滚筒滚速允许范围,保证了杀青过程的传热均匀性。(2)对PID控制算法、模糊算法、BP神经网络PID控制算法进行了理论研究,再此基础上设计了参数模糊算法控制器与温度控制BP神经网络PID控制器,并利用MATLAB/SIMULINK计算机软件对其进行了控制系统仿真,设计了控制系统硬件与软件。(3)提出了基于MCU嵌入式系统与智能算法(模糊算法与BP神经网路)控制技术的茶叶杀青系统控制方案:采用茶叶含水率等级、品种、投叶速率作为输入,通过模糊算法决策得到当前茶叶的适宜杀青温度参数;并且通过基于BP神经网络PID的温度控制算法进一步提高滚筒杀青机温度的控制精度,减少温度波动,并且由神经网络的自适应调节能力,在即使外界干扰或者环境、输入有较大变化下,能自我调整,且对不同型号的滚筒杀青机也有足够的应用适应性。整体控制方案提高了滚筒杀青机的智能化、自动化程度,优化了杀青工艺结果。(4)完成了茶叶杀青控制系统的硬件设计和软件设计。在基于MCU控制系统上实现了模糊推理和BP神经网络PID控制算法在控制系统上的嵌入,最后通过实验对杀青效果进行评估,结果表明,以基于模糊推理和BP神经网络PID的控制能很好地适应在鲜叶初始含水率和投叶速率变化的情况,能满足工程实际的需要。