中医药“十四五”规划在保障药品安全、保证药品质量稳定和促进中医药产业现代化等方面提出了更高要求,中药提取是中药生产中保证中药质量的关键环节之一。然而中药现有提取设备由于工艺参数固定、温度压力不可控制使得药液质量存在波动。此外;近红外在线检测应用到中药提取过程时,由于温度波动大、药液残留和气泡干扰等因素使得药液质量在线检测不准确。本文通过研发检测准确的近红外在线检测装置、建立温度压力可精确调节的在线控制模型,解决中药提取过程药液质量一致性差的问题,对保证中药药品质量稳定均一和安全可控具有重要的理论意义和应用价值。针对现有近红外在线检测存在恒温精度低造成检测不准确、管道药液残留导致检测不实时、流通池气泡引起检测信号失真和单路近红外造成检测不稳定等问题,设计一种药液成分近红外在线检测装置,实现药液恒温控制、循环流动、静置消泡和多路检测等功能。针对与药液质量相关联的提取设备温度和压力控制精度低导致的药液成份易波动的问题,对提取设备进行数据采集和驱动控制部分改进设计。采用“双控制器+上位机”模式,构建近红外在线检测装置和提取设备双层模块化控制系统,并根据性能需求指标对控制系统进行硬件选型和电路设计。基于中药提取设备改进目标及需求,对温度和压力的控制算法进行分析。针对中药提取设备温度和压力控制精度低的问题,采用前置反馈补偿解耦方法对提取设备模型进行参数解耦,同时采用改进动态惯性权重的粒子群算法,优化温度和压力模糊控制器的参数因子,最终构建中药提取设备工艺参数的PSO优化模糊PID在线控制模型。采用Matlab-Simulink确定温度和压力模糊控制器最优的量化因子和比例因子,并对其进行仿真测试,结果表明:提取设备药液温度和罐内压力曲线较传统PID算法超调量分别降低90.09%和89.47%,稳态误差降低1.25℃和0.13kPa,响应时间分别缩短12.50%和60.00%,调节时间分别缩短86.36%和80.00%,温度偏差和压力偏差分别减少1 1.05℃和1.7kPa,能够解决PID控制算法参数固定带来的曲线超调和震荡问题,保证中药药品质量有效、均一和稳定。基于改造的TN-100微型提取设备,结合近红外在线检测装置和温度和压力在线控制模型,开发中药提取过程工艺参数显示监控界面,搭建中药提取设备工艺参数在线控制系统试验平台,对提取设备药液温度和罐内压力进行了在线控制试验,结果表明:提取设备药液温度较传统PID算法超调量、稳态误差和响应时间平均降低66.22%、78.35%和4.62%;罐内压力相对于传统PID算法稳态误差和响应时间平均降低0.4875kPa和0.655min,线控制模型能够减少提取过程药液成分到达峰值的时间、降低药液质量波动幅度,减少提取设备能源消耗,可以实现中药提取过程药液成分含量稳定的有效性。