В реальных системах управления всегда присутствуют нелинейные элементы по двум причинам: 1

1. Естественные нелинейности присущи системам в силу нелинейного проявления физических процессов и свойств у отдельных устройств. 2 Например, трение, люфт, гистерезис, зона нечувствительности, насыщение. 1
2. Искусственные нелинейности вводятся в системы, чтобы обеспечить требуемый режим работы. 2 Например, автоматические системы с релейным управлением, релейный гидропривод, нелинейные регуляторы. 2

Таким образом, нелинейные математические модели появляются вследствие учёта естественных эффектов и обусловлены нелинейным характером законов природы, которым подчиняются исследуемые явления. 1

Однако в случаях, когда с инженерной точки зрения допустимо рассматривать линеаризованную систему, при анализе обращаются к теории линейных систем управления как более простой и разработанной. 1 И только тогда, когда нелинейность играет существенную роль в поведении системы, прибегают к теории нелинейных систем управления. 1