由于串级控制系统中副回路起了改善对象动态特性的作用，因此可以加大主控制器的增益，从而减小对象的时间常数，提高系统的工作频率。

分析比较图7-7和图7-8，可以发现串级控制系统中的副回路似乎代替了简单控制系统中的一部分对象，即可以把整个副回路看成是一等效对象，记作

假设副回路中各环节传递函数为

将式（7-4）代入式（7-3），可得

若令，则式（7-5）可改写为(www.daowen.com)

式中：和分别为等效对象的增益和时间常数。

由于在任何情况下，1＋Kc2KvKm2Ko2＞1不等式都是成立的，因此有

这就表明，由于副回路的存在，起到了改善对象动态特性的作用，等效对象的时间常数缩小为原来的1/（1＋Kc2KvKm2Ko2），且随着副控制器比例增益的增大而减小。时间常数的减小，意味着控制通道的缩短，从而使控制作用更加及时，响应速度更快，控制品质必然得到提高。

在通常情况下，副对象是单容或双容对象，因此副控制器的比例增益可以取得较大。这样，等效时间常数就可以减小到较小的数值，从而加快了副回路的响应速度，提高了系统的工作频率。

另外，也可以看到，等效对象的增益也减小了，即K′o2＜Ko2。这种减小不仅不会影响控制品质，反而使此时串级控制系统中主控制器的增益Kc1可以整定得比简单控制系统中更大一些，对提高系统抗扰动能力更加有效。

由以上分析可知，串级控制系统由于副回路的存在，改善了对象的动态特性，使整个系统的工作频率提高了，过渡过程的振荡周期减小了，阻尼比（或衰减率）相同条件下的调节时间缩短了，提高了系统的快速性，改善了系统的控制品质。当主、副对象的特性一定时，副控制器的增益Kc2整定得越大，这种效果越显著。