饱和控制系统可以根据不同的分类标准进行分类，从系统模型的特性看，可分为线性和非线性的；从系统的变量角度看，可分为输入(执行器) 饱和、状态饱和和输出(传感器)饱和，当然也可能多个量同时饱和。饱和是硬非线性，具有不光滑特性，它的出现增加了系统分析与设计的复杂性。特别是系统受饱和非线性影响时，其整个系统的稳定性也受到影响，这时系统的稳定性采用通常方法不易进行判定。虽然饱和是一种相对简单的非线性，但它具有非光滑特性，这使得饱和控制的研究与其他一般非线性控制的研究相比具有一定的难度。因此，现有关于饱和非线性控制问题的研究，还缺乏一种行之有效的理论框架来解决系统的性能设计问题。饱和非线性函数的数学描述为：

式中和为饱和参数，；为饱和输入信号。

饱和非线性示意图

实际的工业系统中最为常见和重要的饱和当属输入饱和，一般由执行机构本身物理局限性造成的，比如有限的舵面偏转角、阀的开度、电机的扭矩等。一般情况下，输入饱和对于控制系统设计来说是不可随意忽略的，否则可能会给实际系统带来不利的影响，如降低控制系统的性能指标(引起滞后、调节时间延长、超调量变大、振荡加剧等)，甚至可能导致系统产生不稳定现象，造成重大事故。

输入饱和可分为幅度饱和与速率饱和两种。前者指输入与输出信号的幅值(位置)之间关系，即当输入信号在一定范围内工作时，输入值与输出值能够保持同步变化(经常是成比例的)。当输入值达到一定程度后再进一步增大时，输出值由于物理限制不再成比例增大，而是不断逼近或完全停止于某一最大值附近，当出现这种现象时，就称该装置处于幅度饱和。后者指输入与输出信号的变化率(速率)之间关系，其输入与输出信号的速率关系原理同幅度饱和，当出现这种现象时，就称该装置处于速率饱和。总的来说，输入饱和将使系统的动态性能降低，甚至导致闭环系统不稳定。

一般来讲，饱和控制系统的设计方法主要可以分为两大类。一类是所谓的直接设计方法，即在控制方法的设计初期就将饱和直接考虑进去，设计使得系统成为闭环稳定的系统。另外一类设计方法就是补偿器设计方法，即所谓的抗积分饱和补偿器。这种设计方法的设计原理是：首先忽略饱和非线性，采用线性系统的理论按照给定性能指标设计控制器；然后以执行机构的输入输出差作为输入，设计一个补偿器弱化饱和的影响。另外，处理输入饱和问题的控制方法还包含预测控制方法、复合非线性反馈控制方法、抗饱和控制方法、辅助系统控制方法等。