电流截止负反馈环节只能限制电动机的动态电流不超过某一数值，而不能控制电流保持为某一所需值。根据反馈控制原理，以某物理量作为负反馈控制，就能实现对该物理量的无差控制。用一个调节器 难以兼顾对转速的控制和对电流的控制。如果在系统中另设一个电流调节器，就可以构成电流闭环。电流调节器串联在转速调节器之后，形成以电流反馈作为内环，转速作为外环的双闭环调速系统。
在启、制动过程中，电流闭环起作用，保持电流恒定，缩小系统的过度过程 时间。一旦到达给定转速，系统自动进入转速控制方式，转速闭环起主导作用，而电流内环则起跟随作用，使实际电流快速跟随给定值（转速调节器的输出），以保持转速恒定。转速、电流双闭环调速系统的原理图见图2，为了获得良好的 静、动态性能，转速和电流两个调节器一般都采用PI调节器。
转速闭环环节的原理和转速单闭环系统基本一致，只不过它的输出不再作为电力电子变换器的控制电压Uc，而是用来和电流反馈量作比较，故被称为电流给定Ui*。ASR调节器和ACR调节器的输出都是带限幅作用的，ASR调节器的输出限幅电压决定了电流给定的最大值，ACR调节器的输出电压Ucm限制了电力电子变换器的最大输出电压Udm。
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图2 转速、电流双闭环直流调速系统
ASR----转速调节器 ACR----电流调节器 TG----测速发电动机
* TA----电流互感器 UPE----电力电子变换器 Un----转速给定电压
Un---转速反馈电压 Ui*----电流给定电压 Ui----电流反馈电压
3.2、双闭环直流调速系统的静特性分析
根据图2可以很方便地绘出双闭环调速系统的稳态结构图，如图3所示，在图中是用带限幅的输出特性表示了PI调节器。
图3 双闭环直流调速系统的稳态结构框图 α----转速反馈系数 β----电流反馈系数
PI调节器的稳态特性一般存在两种状况：饱和——输出达到限幅值，不饱和——输出未达到限幅值。当调节器饱和时当调节器饱和时，输出为恒值，输入量的变化不再影响输出，除非有反向的输入信号使调节器退出饱和，也就是说饱和的调节器暂时隔断了输入和输出的联系，相当于使该调节环开环。当调节器不饱和时，PI的作用使输入偏差电压?U在稳态时总为零。
实际上，在正常运行时，电流调节器是不会达到饱和状态的。因此，对于静特性来说，只有转速调节器饱和与不饱和两种情况。 1.转速调节器不饱和
这时，两个调节器都不饱和，稳态时，PI调节器的作用使得输入偏差电压?U都是零，因此，
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* Un?Un??n??n0 （1）
Ui*?Ui??Id （2） 由式（1）可得 n?*Un??n0 （3）
图4 绘制了双闭环调速系统的静特性，图中CA段就是描述了两个调节器都不饱和时的静特性，电流的大小是从理想空载状态Id?0一直延续到Id?Idm，表现为一条水平的特性。 2.转速调节器饱和
系统在稳态运行时，对应负载的电枢电流的最大值为Idm，如图4中的A点。
*IdL?Idm，在此工作点上，ASR的输出已达到饱和值Uim，若电动机负载继续增大，*造成n?n0，在此?n?0的情况下，ASR的输出维持在限幅值Uim不变，转速外
环呈开环状态。双闭环系统变成一个电流无静差的单闭环调速系统。稳态时
Id?
*Uim??Idm （4）
图4 双闭环直流调速系统的静特性
其中，最大电流Idm取决于电动机的容许过载能力和拖动系统允许的最大加速度，由上式可得静特性的AB段，它是一条垂直的特性。这样是下垂特性只适
*合于n?n0的情况，因为如果n?n0,则Un?Un,ASR将退出饱和状态.
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双闭环调速系统的静特性在负载电流小于Idm时表现为转速无静差,这时,转速负反馈起主要的调节作用,但负载电流达到Idm时,对应于转速调节器的饱和输
*出Uim,这时,电流调节器起主要调节作用,系统表现为电流无静差,得到过电流
的自动保护.这就是采用了两个PI调节器分别形成内、外两个闭环的效果。然而，实际上运算放大器的开环放大系数并不是无穷大，因此，静特性的两段实际上都略有很小的静差，见图4中虚线。
3.3双闭环直流调速系统的数学模型
1. 双闭环直流调速系统的动态结构框图
图5是转速、电流双闭环直流调速系统的动态结构框图，WASR(s)和WACR(s)分别表示了转速调节器和电流调节器的传递函数。
图5 双闭环直流调速系统的动态结构框图 2.双闭环系统的启动过程
调速系统的被控对象是转速，而设置双闭环控制的一个重要目标是实现所期望的恒加速过程，最终以最优的形式达到所要求的性能指标。
图6是双闭环调速系统在带有负载IdL条件下启动过程的电流波形和转速波形。
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图6 双闭环直流调速系统启动过程的转速和电流波形 双闭环直流调速系统的启动过程有以下3各特点：
（1）饱和非线形控制：随着ASR的饱和与不饱和，整个系统处于完全不同的两种状态，在不同情况下表现为不同结构的线形系统，只能采用分段线形化的方法来分析，不能简单的用线形控制理论来笼统的设计这样的控制系统。
（2）转速超调：当转速调节器ASR采用PI调节器时，转速必然有超调。转速略有超调一般是容许的，对于完全不允许超调的情况，应采用其他控制方法来抑制超调。
（3）准时间最优控制：在设备允许条件下实现最短时间的控制称作“时间最优控制”,对于电力拖动系统，在电动机允许过载能力限制下的恒流起动，就是时间最优控制。但由于在起动过程Ⅰ、Ⅱ两个阶段中电流不能突变，实际起动过程与理想启动过程相比还有一些差距，不过这两段时间只占全部起动时间中很小的成分，无伤大局，可称作“准时间最优控制”。采用饱和非线性控制的方法实现准时间最优控制是一种很有实用价值的控制策略，在各种多环控制中得到普遍应用。
双闭环调速系统，在启动过程的大部分时间内，ASR处于饱和限幅状态，转速环相当于开路，系统表现为恒电流调节，从而可基本上实现理想过程。双闭环调速系统的转速响应一定有超调，只有在超调后，转速调节器才能退出饱和，使在稳定运行时ASR发挥调节作用，从而使在稳态和接近稳态运行中表现为无静差调速。故双闭环调速系统具有良好的静态和动态品质。
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