1.Нелинейные системы не подчиняются принципу суперпозиции то есть для них
,
поэтому решение дифференциального уравнения нелинейной САР не может быть представлено в виде суммы общего и частного решений, существует только полное решение.
2.В режиме вынужденных колебаний выходные колебания отличаются от входных не только амплитудой и фазой (как у линейных систем), но могут отличаться и по частоте.
3.В нелинейных системах возможно даже теоретически окончание переходного процесса за конечное время.
4.Нелинейным системам свойственно явление автоколебаний, когда в системе устанавливаются незатухающие колебания либо при входном воздействии неколебательного характера, либо вообще при отсутствии входного воздействия. Это явление не может быть объяснено с позиций линейного математического аппарата.
В то время, как аппарат линейной теории автоматического регулирования разработан достаточно полно и может быть с успехом применен в приложениях к линейным САР, для исследования нелинейных систем с получением точного конечного результата не существует общей теории, и во многих случаях требуется индивидуальный подход. Относительно неплохо разработаны приближённые методы анализа автоколебаний, расчеты же переходных процессов и синтез САР в настоящее время выполняются методами моделирования.