Пусть дана САУ, описанная в пространстве состояния:
(50)
Применяя к данной системе правила прямого преобразования Лапласа:
(51)
Выразив
:
, (52)
где
- единичная матрица;
- обратная матрица.
Можно уравнения для
переписать в следующем виде:
(53)
Тогда матрица
отражает передаточные свойства САУ и называется передаточной матрицей САУ. Если САУ одномерная, то есть имеет одну входную и одну выходную переменные, то передаточная матрица вырождается в передаточную функцию:
(54)
Матрица
называется передаточной матрицей вход-состояние. Для определения характеристического уравнения САУ перепишем уравнение передаточной матрицы в следующем виде:
(55)
где
- приведенная матрица;
Отсюда можно сделать вывод, что характеристическое уравнение системы определяется как:

-
.