用非線性微分方程來(lái)描述的系統(tǒng)稱為非線性控制系統(tǒng)。只要系統(tǒng)中含有一個(gè)非線性特性元件，系統(tǒng)就要由非線性方程來(lái)描述。
嚴(yán)格地說(shuō)，實(shí)際控制系統(tǒng)的元件都含有非線性特性。例如，伺服電動(dòng)機(jī)有一定的起動(dòng)電壓，稱為死區(qū)，同時(shí)由于它的電磁轉(zhuǎn)矩不可能無(wú)限增加，因而出現(xiàn)飽和;又如齒輪減速器有間隙存在等等。雖然具有非線性特性的系統(tǒng)可以用非線性微分方程來(lái)描述，但它的求解很困難，一般需要利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。在實(shí)際中為了明確地反映各種因素對(duì)系統(tǒng)或元件的動(dòng)態(tài)影響，利用線性理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行分析和設(shè)計(jì)，常常將這些非線性方程在一定的工作范圍內(nèi)用線性模型系統(tǒng)來(lái)近似，使方程和求解得到簡(jiǎn)化。這就是所謂的非線性模型的線性化。
線性化的方法有多種，例如，對(duì)于具有飽和特性的放大器，在小信號(hào)輸入時(shí)，輸入與輸出關(guān)系是線性的，可視為線性元件。在機(jī)械系統(tǒng)中，如果只研究系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能，則在有潤(rùn)滑劑的情況下，往往可以忽略很小的千摩擦，只考慮與速度成比例的粘性摩擦，當(dāng)作用力不超過(guò)線性范圍時(shí)，就可以得到一個(gè)線性系統(tǒng)模型，此外，在工程實(shí)踐中，常常把非線性特性 在工作點(diǎn)附近用臺(tái)勞級(jí)數(shù)展開(kāi)的方法進(jìn)行線性化。
線性化是研究非線性系統(tǒng)的常用方法，凡是可以進(jìn)行線性化的系統(tǒng)都可以用線性控制理論進(jìn)行分析，凡是不能進(jìn)行線性化的非線性系統(tǒng)，則需用非線性理論進(jìn)行研究。雖然經(jīng)過(guò)線性化得到的線性方程是有條件的，近似的描述系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，但可以順利地解決一些復(fù)雜問(wèn)題，在一定范圍內(nèi)能夠反映系統(tǒng)的一般動(dòng)態(tài) 特性。

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