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Os controladores com dois graus de liberdade são utilizados quando se deseja ajustar, de maneira independente, o seguimento de uma referência e a rejeição de perturbações. Na figura abaixo, é representado o diagrama de blocos de um sistema de controle com dois graus de liberdade, onde H_c (s) e H_f (s) são as funções de transferência dos controladores,G(s) é a função de transferência da planta, w(s) é uma entrada de perturbação, ref(s) é a referência e y(s) é a saída.

Supondo que sendo z₁ , p₁ e p₂ constantes reais positivas e N_c (s), D_c (s), N_f (s) e D_f (s) polinômios, para eliminar o efeito de uma perturbação do tipo degrau, garantindo uma especificação de desempenho, e acelerar a resposta para o seguimento da referência, utilizando o controlador H_f , pode-se alocar um fator s no polinômio