Trong hệ thống điều khiển quá trình công nghiệp, hầu hết biến điều khiển là lưu lượng – nghiên cứu tập trung vào lưu lượng chất lỏng, do đó van điều khiển với truyền động khí nén sử dụng màng chắn-lò xo là thiết bị chấp hành tiêu biểu nhất và quan trọng nhất bởi nó cho phép điều chỉnh lưu lượng chất lỏng qua đường ống dẫn tỉ lệ với tín hiệu điều khiển. Van điều khiển thông thường có độ chính xác không cao vì nhiều lý do như dải chết, độ trễ, ma sát thay đổi do bụi bẩn,… nhưng phổ biến là do đặc tính phi tuyến của cơ cấu chấp hành – có bản chất từ hiện tượng ma sát. Sai số độ mở van có thể lên đến 5%, làm giảm độ chính xác của hệ thống. Trong bài báo này, phương pháp phân tích đáp ứng tần số được lựa chọn để khảo sát tính phi tuyến, qua đó ước lượng hàm truyền đạt của hệ ổn định lưu lượng chất lỏng công nghiệp bằng phần mềm MATLAB. Multisine được chọn làm tín hiệu kích thích với dãy tần số [0,1 1,29]Hz, bởi đặc tính động học của hệ tương đối chậm. Kết quả, nghiên cứu đã khảo sát được tính phi tuyến của hệ ổn định lưu lượng chất lỏng công nghiệp dựa vào phương pháp phân tích đặc tính đáp ứng tần số và mô hình toán nhận dạng được có độ khớp trên 75% so với hệ thực, trong cả hai trường hợp kiểm nghiệm trên vòng hở và hệ điều khiển PI vòng kín.