По функциональной зависимости между входной и выходной координатами САУ разделяются на:
- линейные;
- нелинейные.
Линейные характеризуются тем, что поведение системы описывается системой линейных дифференциальных уравнений (уравнения с постоянными коэффициентами).
Для описания поведения линейных систем применяется принцип суперпозиции, который заключается в том, что реакция системы на любую комбинацию внешних воздействий равна сумме реакций на каждое из этих воздействий в отдельности.
Для того, чтобы система была нелинейной, достаточно иметь в ее составе хотя бы одно нелинейное звено, т.е. звено, поведение которой описывается нелинейными уравнениями (уравнения с переменными коэффициентами).
Причинами нелинейности могут быть насыщение магнитной цепи, насыщение усилителей, нелинейная зависимость выходной величины от входной (гистерезис, реле, и т.д.).
Следует иметь в виду, что абсолютно линейных систем в природе не существуют. Однако, если в рабочем диапазоне работы зависимости между входной и выходной координатами линейны или без большой погрешности нелинейную зависимость можно заменить линейной (линеаризировать в заданном диапазоне работы), то система принимается линейной.