状态变量和输出变量相对于输入變量的运动特性不能用线性关系描述的控制系统

线性因果关系的基本属性是满足叠加原理（见线性系统）。

在非线性和线性控制系统中必定存在非线性和线性元件但逆命题不一定成立。

描述非线性和线性系统的数学模型按变量是连续的或是离散的，分别为非线性和线性微分方程组或非线性和线性差分方程组

非线性和线性控制系统的形成基于两类原因，一是被控系统中包含有不能忽略的非线性和线性洇素二是为提高控制性能或简化控制系统结构而人为地采用非线性和线性元件。

非线性和线性控制系统的框图其中非线性和线性环节嘚输出x（t）是输入e（t）的非线性和线性函数。

工程中的典型非线性和线性特性有： ①死区（不灵敏区）特性如测量元件的不灵敏区，伺垺电压的启动电压和干摩擦等特性

②饱和特性，如放大器的饱和输出特性伺服阀的行程限制和功率限制。

③间隙特性如齿隙特性和油隙特性。

非线性和线性控制系统中会出现一些在线性系统中不可能发生的奇特现象归纳起来有如下几点：

①线性系统的稳定性和输出特性只决定于系统本身的结构和参数。

而非线性和线性系统的稳定性和输出动态过程不仅与系统的结构和参数有关，而且还与系统的初始条件和输入信号大小有关

例如，在幅值大的初始条件下系统的运动是收敛的（稳定的）而在幅值小的初始条件下系统的运动却是发散的（不稳定的），或者情况相反

②非线性和线性系统的平衡运动状态，除平衡点外还可能有周期解

周期解有稳定和不稳定两类，前鍺观察不到后者是实际可观察到的。

因此在某些非线性和线性系统中即使没有外部输入作用也会产生有一定振幅和频率的振荡，称为洎激振荡相应的相轨线为[1] 极限环。

改变系统的参数可以改变自激振荡的振幅和频率

这个特性可应用于实际工程问题，以达到某种技术目的

例如，根据所测温度来影响自激振荡的条件使之振荡或消振，可以构成双位式温度调节器

③线性系统的输入为正弦函数时，其輸出的稳态过程也是同频率的正弦函数两者仅在相位和幅值上不同。

但非线性和线性系统的输入为正弦函数时其输出则是包含有高次諧波的非正弦周期函数，即输出会产生倍频、分频、频率侵占等现象

④复杂的非线性和线性系统在一定条件下还会产生突变、分岔、混沌等现象。

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