비선형 피드포워드 제어는 시스템의 비선형성을 고려하여 보다 정교한 제어 신호를 생성하는 방식이다. 일반적으로 선형 시스템에서는 단순 피드포워드 제어가 효과적이지만, 실제 시스템은 종종 비선형 특성을 가지므로 이를 보정하기 위해 비선형 제어 알고리즘이 필요하다. 이러한 비선형성을 반영한 피드포워드 제어는 다양한 조건에서 더 나은 성능을 보장한다.

비선형 피드포워드 제어는 항공기 제어, 로봇 팔의 궤적 제어 등에서 사용된다. 이 방식은 모델링 과정이 복잡할 수 있으며, 정확한 수학적 모델이 필요하다. 또한 구현과 계산 비용이 높은 편이지만, 시스템의 비선형적인 특성을 처리하는 데 매우 효과적이다.