为获取低温条件下,温湿度计量检定环境,本文以双流法作为低温段湿度发生原理,利用模糊PID算法完成温湿度控制,设计了一种低温段恒温恒湿发生系统,使系统最低能在-40℃下,对湿度进行10%到70%的控制。设计了低温段恒温恒湿发生系统的总体方案,主要包括干空气发生系统、恒温实验箱、露点仪、气体流量计、温湿度计,在此基础上,以STM32F103RCT6芯片为核心设计了最小系统主控板、电源模块、串口通信模块、电动阀门控制模块、温度控制模块等硬件电路。根据实验所测得的数据,采用阶跃响应法,建立了系统的相对湿度控制模型,在研究常规PID算法和模糊算法的基础上,提出了恒温恒湿发生系统的模糊PID控制算法,使用Simulink对恒温恒湿发生系统的常规PID控制与模糊PID控制制进行对比仿真实验,发现模糊PID控制超调量更小,调节时间短,控制效果更好。通过在STM32端移植嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ,设计了主程序、串口通信任务、模糊PID温湿度控制任务、温度判稳任务等。采用C#语言设计了低温段恒温恒湿发生系统的上位机软件,实现了串口通信、目标温湿度设置、数据存储、温湿度数据显示、湿度控制曲线和干湿两路气体流量变化曲线实时展示等功能。最后通过系统运行实验,验证了本系统满足设计要求。