В этом разделе рассматриваются приближенные методы анализа систем автоматического регулирования, состоящих из линейной части, описываемой линейными дифференциальными уравнениями любого порядка, и одного или нескольких нелинейных элементов, представленных либо аналитически, либо графически.
Гл. VIII посвящена изложению метода малого параметра А. Пуанкаре, когда ряд членов, входящих в правую часть дифференциальных уравнений, можно считать малыми по сравнению с остальными членами, в основном определяющими характер движения системы. Для случая квазилинейных систем, когда нелинейная функция задается графически, рассматривается метод Б. В. Булгакова.,
В гл. IX излагается метод анализа нелинейных систем, основанный на принципе гармонического баланса Н. М. Крылова и Н. Н. Боголюбова.
Гл. X посвящена рассмотрению вопросов устойчивости и колебательных режимов в нелинейных системах автоматического регулирования. Приводится математическое обоснование метода гармонической линеаризации и определяются условия, ограничивающие его применение. Данная методика распространена на несимметричные нелинейности, что позволяет определять статические и скоростные ошибки в автоколебательных системах, а также исследовать влияние внешних возмущений на частоты и амплитуды автоколебаний.
В гл. XI излагаются приближенные методы определения показателей качества процессов регулирования замкнутых нелинейных систем, находятся области захватывания, рассматривается влияние внешних вибраций, исследуются апериодические и скользящие процессы. Основываясь на показателях качества, дается методика синтеза (выбора типа и параметров) нелинейных корректирующих устройств.
Гл. XII посвящена анализу устойчивости и качества нелинейных систем регулирования методом логарифметических характеристик с учетом влияния высших гармоник на коэффициенты гармонической линеаризации по первой гармонике. Данная методика применима как к одноконтурным, так и многоконтурным системам с одной и несколькими нелинейностями.