2-DOF PID控制器包括比例和导数项的设定值加权。与1-DOF PID控制器相比，2-DOF PID控制器可以在不显著增加设定值跟踪超调的情况下实现更好的抗干扰。使用2-DOF PID控制器的典型控制结构如下图所示。

对于本例，首先为给定的设备设计一个1-DOF控制器:

G = tf(1，[1 0.5 0.1]);pidTuner (G,“PID”)

对于本例，假设您的应用程序需要比PID调谐器最初的设计。属性旁边的文本框中响应时间滑块，输入2。

得到的响应很快，但有相当多的超调量。设计二自由度控制器以改善超调量。首先，将1-DOF控制器设置为基线控制器进行比较。单击出口箭头并选择另存为基线．

设计二自由度控制器。在类型菜单中,选择PID2．

PID调谐器生成具有相同目标响应时间的2-DOF控制器。控制器参数显示在右下角PID调谐器调优所有控制器系数，包括设定值权重b而且c，以平衡性能和健壮性。将2-DOF控制器性能(实线)与存储为基线的1-DOF控制器性能(虚线)进行比较。

增加第二个自由度消除了参考跟踪响应中的超调。接下来，添加阶跃响应图来比较两种控制器的抗扰性能。选择添加图>输入干扰抑制．

你可以移动图PID调谐器使干扰抑制图与参考跟踪图并列。

两种控制器的抗扰性能相同。因此，使用2-DOF控制器消除了参考跟踪超调，而没有任何干扰抑制成本。

你也可以通过改变PID调谐器设计的焦点。首先，点击出口箭头并选择另存为基线再次以2-DOF控制器为基准进行比较。

改变PID调谐器在不改变响应时间或瞬态行为系数的情况下，设计重点有利于参考跟踪。单击选项，而在焦点菜单中,选择输入干扰抑制．

PID调谐器自动调整控制器系数，重点关注抗干扰性能。

在默认的平衡设计焦点下，PID调谐器选择一个b取值在0到1之间。对于这种植物，当你改变设计重点以支持干扰抑制时，PID调谐器集b= 0和c= 0。因此,PID调谐器自动生成I-PD控制器以优化干扰抑制。(显式指定I-PD控制器而不设置设计焦点会产生类似的控制器。)

响应图表明，随着设计焦点的改变，与平衡2自由度控制器相比，抗干扰能力进一步提高。这种改进是以牺牲一些引用跟踪性能为代价的，略慢一些。然而，引用跟踪响应仍然没有超调。

因此，使用2-DOF控制可以在不牺牲1-DOF控制的参考跟踪性能的情况下提高抗干扰能力。这些对系统性能的影响很大程度上取决于设备的特性和控制器的速度。对于某些设备和某些控制带宽，使用2-DOF控制或改变设计焦点对调优结果影响较小或没有影响。