在調(diào)節(jié)系統(tǒng)中應(yīng)用兩個調(diào)節(jié)器申接，即主調(diào)節(jié)器和副調(diào)節(jié)器串接起來而組成串級調(diào)節(jié)。主調(diào)節(jié)器的輸出信號，作為副調(diào)節(jié)器的給定值，也就是副調(diào)節(jié)器的給定值由主調(diào)節(jié)器所決定。這樣副調(diào)節(jié)器的工作是隨動調(diào)節(jié)，而主調(diào)節(jié)器的工作是定值調(diào)節(jié)。

例如恒溫室的溫度調(diào)節(jié)，如采用圖1-3所示的單回路調(diào)節(jié)系統(tǒng)，則在干擾發(fā)生后，必須等被調(diào)參數(shù)(室溫)出現(xiàn)偏差后調(diào)節(jié)器才能調(diào)節(jié)。如果選擇室內(nèi)溫度為主要被調(diào)參數(shù)(主參數(shù))，送風(fēng)溫度為輔助信號(即副參數(shù))，設(shè)計一個串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)，使反映在送風(fēng)方面的擾動主要由副調(diào)節(jié)器指令電加熱器(執(zhí)行器)來克服，反映在室內(nèi)的擾動則由主調(diào)節(jié)器來克服。方框圖如圖1-26所示。

假如擾動來自送風(fēng)方面(如加熱器前送風(fēng)溫度變化，電壓波動等)，送風(fēng)調(diào)節(jié)器(副調(diào)節(jié)器)立即發(fā)出校正信號，改變電加熱器的功率，及時克服上述擾動對室內(nèi)溫度的影響。如果擾動量不大，經(jīng)過副回路的及時調(diào)節(jié)，一般可以不影響恒溫室沮度;如果擾動量的幅度較大，繭然經(jīng)過副回路的及時校正，但還將影響室內(nèi)溫度的變化，此時，再由主回路進(jìn)一步調(diào)節(jié)，從而完全克服上述擾動，使室內(nèi)溫度回到設(shè)定值。如果擾動來自室內(nèi)，使室內(nèi)溫度偏離設(shè)定值，由主回路來校正。可以看出，當(dāng)干擾進(jìn)入副回路，由于副回路的快速調(diào)節(jié)作用，具有很強的克服力，因此這種干擾在影響到主參數(shù)稍有波動之前，即已被克服;當(dāng)干擾進(jìn)入主回路，由于副回路的存在，調(diào)節(jié)系統(tǒng)的等效對象時間常數(shù)有所減小，對象特性改善，因此對克服干擾的能力也有所提高。

串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)與單回路反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)相比較，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上多了一個副回路，形成了兩個閉環(huán)，若將它等效為單回路系統(tǒng)，見圖1-27。

采用串級調(diào)節(jié)系統(tǒng)可以提高系統(tǒng)的調(diào)節(jié)質(zhì)量，但同時也使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。一般用在對象滯后較大，慣性較大，干擾變化激烈而且幅度大，參數(shù)間相互關(guān)聯(lián)，調(diào)節(jié)質(zhì)量要求高的場合。