这种分类是根据分析与设计的方法进行的。严格来说，线性系统实际上并不存在，因为实际的物理系统总是具有一定程度的非线性。线性反馈控制系统被作为一种理想化模型而提出。当控制系统内信号的幅值被限制在系统各部件呈现线性特征的范围内时，此系统就可以被认为是线性的。但是当信号幅值超过部件线性运行区域时，根据非线性的程度，系统就可能被认为是非线性的了。例如，控制系统中常用的放大器在输入信号较大时呈现饱和特性;电动机电磁场往往也具有饱和特性。控制系统中其他常见的非线性现象包括: 啮合齿轮之间的齿隙和死区，弹簧的非线性特性，两移动组件之间的非线性摩擦力或力矩等。控制系统中常利用非线性特性来改善系统性能或提供更高效的控制。例如，为了实现最短时间控制，许多导弹和太空船的控制系统里常使用开关型(bang-bang或继电)控制器。其中，典型的例子是装在导弹和飞船侧面的喷管，它们产生反作用力矩提供姿态控制。这些喷管往往以全关或全开的方式工作，它们能在一定时间里喷出固定量的气体来控制弹(船)体姿态。

对于线性系统，有许多解析的和图形的方法可以用于分析与设计。本书的主要内容讲述的是线性系统的分析与设计。至于非线性系统，则往往难以用数学方法处理，也没有适用于各种非线性系统的通用方法。在设计控制器的开始阶段，可以基于线性模型设计不考虑系统的非线性，然后采用计算机仿真，把设计好的控制器用于非线性模型加以评估或重新设计。第8章要介绍的控制实验室主要用于使用逼真的物理部件来模拟实际系统的特征。