Lo siento, pero yo no soy de los que no están familiarizados con la teoría general de los cambios de variables que le dan de sistemas lineales. Sin embargo, hay una teoría GENERAL sobre el tema de la linealización alrededor de un punto de equilibrio:
Un buen punto de partida es la Hartman-Grobman Teorema que dice que existe una vecindad tales que el sistema linealizado 'resembels' tu no lineal del sistema. Hay un montón de teoría siguiendo este que nos ayuda a entender la difícil ecuaciones en derivadas parciales. Aquí y aquí hay dos papeles que la mente de su interés.
Este es también un buen libro sobre el tema.
También hay una numérico llamado enfoque de Propper Ortogonal de Descomposición que también da lugar a un sistema lineal.