設(shè)置雙閉環(huán)控制的一個重要目的就是要獲得接近理想起動過程，因此在分析雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的動態(tài)性能時，首先分析它的起動過程。
雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)突加給定電壓u* n由靜止?fàn)顟B(tài)起動時，其系統(tǒng)狀態(tài)：
u n*=0，u i=0，u ct=0，
n =0 ，u i*=0，u d0=0。
當(dāng)輸入一階躍信號時，系統(tǒng)進(jìn)入起動過程。
1. 起動過程波形分析
分析起動過程：
按照asr由不飽和→飽和
飽和→退飽和
這一過程是由電流調(diào)節(jié)→轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。
三個階段（如圖所示）：
①未飽和→飽和 i（t=0~t1）
②飽和 ⅱ（t=t1~t2）
③退出飽和 ⅲ（t=t1~t2）
雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)起動時的轉(zhuǎn)速和電流波形
（1）第i階段 asr由未飽和→飽和（0 ~ t1）
—電流上升階段
突加u n* → δu n=u n*-u n≈u n*很大→asr
迅速飽和→u i*＝ u im* →uct↑→ud0↑→i d↑迅速上升。
當(dāng) i d ≥ i dl 后→n開始↑(緩慢。這由于機電慣性作用，轉(zhuǎn)速不會很快增長)→ 當(dāng)t=t1，
i d↑≈i dm，此時asr的輸入偏差電壓δu n的值仍較大， 保持u i＝ u im* 。如下圖所示。
本階段：asr由不飽和迅速飽和（u n增長慢）。
acr不飽和（u i增長快）。
（2）第ⅱ階段 asr飽和（t1~ t2）—恒流升速階段
①轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán) ②電流環(huán)起主導(dǎo)作用
這時，i d=i dm，可能繼續(xù)↑(取決acr的結(jié)構(gòu)和參數(shù)) →u i> u im* →δu i=反號→u ct↓→u do↓→
i d↓≈i dm（i d略低于i dm）且維持→n↑(直線)。
u do ↑= id r+c e n↑+l did/dt
↓
uct ↑
n↑→u do↑→u ct↑
δu i=u im*-u i=常數(shù)，以維持u ct↑
acr調(diào)節(jié)作用、asr飽和，uct和udo 線性增長，id略小于idm。
（3）第 ⅲ 階段 asr退飽和（ t2 ~t4）
當(dāng)t=t2，δu n＝0
(n＝ n*)→asr仍飽和→u i≈ u im*
→i d≈i dm>i dl
→n↑> n* （超調(diào)）
→δu n=反號
→ u i*↓<u im*（asr退飽和）→ u ct↓
→ i d ↓>i dl，n↑。
第 ⅲ 階段 （續(xù)）
當(dāng) t=t3，i d = i dl
→t e= t l
→ dn/dt = 0，轉(zhuǎn)速n才到達(dá)峰值。
此后，電動機開始在負(fù)載的阻力下（t3~t4）
→i d < i dl → n ↓
第 ⅲ 階段 （續(xù)）
當(dāng) t=t4，n ↓ →n* 進(jìn)入穩(wěn)態(tài)（如果調(diào)節(jié)器參數(shù)整定得不夠好，轉(zhuǎn)速n可能會經(jīng)過幾次振蕩，但轉(zhuǎn)速環(huán)會進(jìn)行調(diào)節(jié)）。
u n = α n* =u n*
u i*= u i = β i dl
2. 雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的起動過程的特點
（1） 飽和非線性控制（或稱變結(jié)構(gòu)控制）
根據(jù)asr的飽和與不飽和，整個系統(tǒng)處于完全不同的兩種狀態(tài)：
當(dāng)asr飽和時，轉(zhuǎn)速環(huán)開環(huán)，系統(tǒng)表現(xiàn)為恒值電流調(diào)節(jié)的單閉環(huán)系統(tǒng)，asr輸出的限幅值，使起動過程中電流不超過允許的最大電流，且恒定；
當(dāng)asr不飽和時，轉(zhuǎn)速環(huán)閉環(huán)，整個系統(tǒng)是一個無靜差調(diào)速系統(tǒng)，而電流內(nèi)環(huán)表現(xiàn)為電流隨動系統(tǒng)。
（2）轉(zhuǎn)速超調(diào)
由于采用 pi 調(diào)節(jié)器作為asr（轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器）實現(xiàn)了飽和非線性控制，起動過程結(jié)束進(jìn)入轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)階段后，必須使轉(zhuǎn)速超調(diào)， asr 的輸入偏差電壓 △u n 為負(fù)值，才能使asr退出飽和，從而真正發(fā)揮線性調(diào)節(jié)作用。
這樣，采用 pi 調(diào)節(jié)器的雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速響應(yīng)必然有超調(diào)。
（3）準(zhǔn)時間最優(yōu)控制
起動過程中能以所允許最大電流起動，主要表現(xiàn)在第ii階段的恒流升速，它的特征是電流保持恒定。一般選擇為電動機允許的最大電流，以便充分發(fā)揮電動機的過載能力，使起動過程盡可能最快。
起動過程的第ii階段屬于有限制條件的最短時間控制。因此，整個起動過程可看作為是一個準(zhǔn)時間最優(yōu)控制（與時間最優(yōu)控制有區(qū)別，如第ⅲ階段）。