自動控制系統(tǒng)有許多分類方法。一般來說，為了充分反映自動控制系統(tǒng)的特點，常常將各種分類方法結合起來應用。

(1)定值控制系統(tǒng)

這種控制系統(tǒng)的參考量是一個定值，所需的被控量也等于一個定值，所以也叫調節(jié)器。

在定值控制系統(tǒng)中，參考量可以隨生產(chǎn)條件的變化而變化，但一旦調整，被控量應與調整后的參考量一致。在工業(yè)控制中，如果被控量是生產(chǎn)過程參數(shù)，這種控制系統(tǒng)稱為過程控制系統(tǒng)，大部分屬于定值控制系統(tǒng)。

(2)伺服系統(tǒng)

系統(tǒng)的參考量是一個事先未知，隨時間任意變化的函數(shù)，它要求被控量盡可能以很小的誤差跟隨參考量的變化，所以也叫跟隨系統(tǒng)。在伺服系統(tǒng)中。擾動的影響是次要的，系統(tǒng)分析和設計的主要是研究被控量跟蹤的快速性和準確性。

在伺服系統(tǒng)中，如果被控量是機械位置或其導數(shù)，這類系統(tǒng)稱為伺服系統(tǒng)。

(3)程序控制系統(tǒng)

系統(tǒng)的參考量按預定規(guī)則隨時間變化，這就要求被控量能快速準確地再現(xiàn)。程序控制系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的參數(shù)都是時間函數(shù)，但前者是已知的時間函數(shù)，后者是未知的任意時間函數(shù)，定值控制系統(tǒng)也可視為程序控制系統(tǒng)的特例。

物理系統(tǒng)包含不同程度的非線性成分，如放大器和電磁元件的飽和特性、死區(qū)、間隙和運動部件的摩擦特性等。對于低非線性的情況，可以在一定范圍內進行線性化。