串級調節系統在其結構中形成兩個閉環，一個閉環在里面，又稱內環或副回路;另一個閉環在外面，又稱外環、主環或主回路。主環和副環都有各自的調節對象、測量變送元件和調節器。主調節器有自己獨立的設定值，它的輸出作為副調節器的設定值，副調節器的輸出信號送到調節執行機構去控制運行過程。采用串級調節，能夠有效地克服進入副回路的二次干擾。
對于調節對象純滯后較大(時間常數較大)、熱濕干擾影響嚴重的空調系統，常采用串級調節方式。例如，采用蒸汽或熱水加熱器及表面式冷卻器的空調室溫調節系統，由于設備的熱容量大，送風管路長，如果采用單回路反饋調節系統，則調節滯后大，超調量也大。但如果采用串級調節系統，將送風干擾納入副環的送風溫度調節范圍內，而主環對象的干擾(空調房間內的溫度、濕度)通過主調節器的作用來改變副調節器的給定值，使送風溫度的給定值按室溫的變化調整，從而減少室沮的波動，提高調節質量。
在圖7-19 (a)所示的自動調節系統中，送風溫度傳感器TE?和回風溫度傳感器TE?分別檢測空調系統中的送、回風溫度，并將其送到溫度調節器TC01，TC01以回風溫度為主參數，送風溫度為副參數，用回風溫度重調送風溫度給定值。TC01溫度調節器根據送、回風溫度按順序控制熱水調節閥TVR、新風閥wv?和冷水調節閥TVL，見圖7-19(b)。
電壓給定器EG01的功能是設立新風閥的最小開度。EG01和TC01的信號同時送至信號選擇器SS01，當EG01的給定電壓高于TC01的輸出電壓時，新風閥由EG01控制在最小開度。
