<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Control. Eng.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Control Engineering</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Control. Eng.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2673-6268</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">758543</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fcteg.2021.758543</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Control Engineering</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Virtual Actuator Design for Uncertain Metzler Systems</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Krokavec and Filasov&#xe1;</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Virtual Actuator Design</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Krokavec</surname>
<given-names>Du&#x161;an</given-names>
</name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1442291/overview"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Filasov&#xe1;</surname>
<given-names>Anna</given-names>
</name>
</contrib>
</contrib-group>
<aff>Department of Cybernetics and Artificial Intelligence Faculty of Electrical Engineering and Informatics Technical University of Ko&#x161;ice, <addr-line>Ko&#x161;ice</addr-line>, <country>Slovakia</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1199177/overview">Olivier Gehan</ext-link>, &#xc9;cole Nationale Sup&#xe9;rieure d&#x2019;ing&#xe9;nieurs De Caen, France</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/993601/overview">Luis T. Aguilar</ext-link>, Instituto Polit&#xe9;cnico Nacional (IPN), Mexico</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1037513/overview">Andreas Rauh</ext-link>, University of Oldenburg, Germany</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Du&#x161;an Krokavec, <email>dusan.krokavec@tuke.sk</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Adaptive, Robust and Fault Tolerant Control, a section of the journal Frontiers in Control Engineering</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>18</day>
<month>11</month>
<year>2021</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2021</year>
</pub-date>
<volume>2</volume>
<elocation-id>758543</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>14</day>
<month>08</month>
<year>2021</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>15</day>
<month>10</month>
<year>2021</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2021 Krokavec and Filasov&#xe1;.</copyright-statement>
<copyright-year>2021</copyright-year>
<copyright-holder>Krokavec and Filasov&#xe1;</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these&#x20;terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>The paper presents the design conditions adequate in design of virtual actuators and utilizable by nominal static output control structures in fault-tolerant control for strictly Metzler systems. The positive stabilization with H<sub>
<italic>&#x221e;</italic>
</sub> norm performance is also addressed for virtual actuator design for strictly Metzler systems with interval uncertainty matrix representations of single actuator faults. Taking into account disturbance conditions and changes of values of variables after the virtual actuator activation, the design conditions are outlined in the terms of linear matrix inequalities. The approach provides a way to obtain acceptable dynamics of the closed loop system after virtual actuator activation.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>uncertain linear Metzler systems</kwd>
<kwd>virtual actuators</kwd>
<kwd>fault tolerant control</kwd>
<kwd>static output control</kwd>
<kwd>state control</kwd>
<kwd>linear matrix inequalities</kwd>
</kwd-group>
<contract-num rid="cn001">Grant No. 1/0483/21</contract-num>
<contract-sponsor id="cn001">Vedeck&#xe1; Grantov&#xe1; Agent&#xfa;ra M&#x160;VVa&#x160; SR a SAV<named-content content-type="fundref-id">10.13039/501100006109</named-content>
</contract-sponsor>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>To increase the reliability of systems, fault-tolerant control structures (FTC) usually fix a system with faults so that it can continue its mission with certain limitations of functionality and quality. Considering this, the different approaches were studied in FTC design (see, e.g., <xref ref-type="bibr" rid="B20">Huang et&#x20;al. (2020)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B11">Ding (2021)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B13">Du et&#x20;al. (2021)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B28">Lan and Patton (2021)</xref> and the references therein).</p>
<p>To eliminate any disconnection of the nominal controller from the control loop and its replacing with a new one, adapted to the really occurred fault conditions, the virtual approach keeps the nominal controller in the reconfigured closed-loop system and &#x201c;virtually adapts&#x201d; the faulty plant to the nominal controller. This is done in such a way that the activated virtual reconfiguration block signals, in coincidence with the faulty plant measurements, imitate the fault-free system controller input. Since in healthy conditions the virtual block is not active, the design of the virtual reconfiguration block signals may seem to be independent of the nominal controller. Designated to sensor faults the reconfiguration block is termed virtual sensor (VS), while in the case of actuator faults is named virtual actuator (VA) (<xref ref-type="bibr" rid="B42">Steffen (2005)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B37">Richter (2011)</xref>). Bearing in mind that reconfiguration after occurrence of an actuator fault can be related to disturbance decoupling, the trend using the terms of a finite set of linear matrix inequalities (LMI) in VA design condition formulation is rather natural (<xref ref-type="bibr" rid="B43">Tabatabaeipour et&#x20;al. (2015)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B27">Krokavec et&#x20;al. (2016)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B5">Bessa et&#x20;al. (2021)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B19">Hu et&#x20;al. (2021)</xref>).</p>
<p>In many control problems exist system parameter limitations. Typical are positive systems, whose state variables are strictly positive quantities (<xref ref-type="bibr" rid="B32">Nikaido (1968)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B41">Smith (1995)</xref>). Restricting to Metzler structure of the system matrix when dealing with continuous-time positive systems (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Berman and Plemmons (1979)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B3">Berman et&#x20;al. (1989)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B30">Metzler (2016)</xref>), such systems are often denoted as Metzler systems. Most modes for stabilization of Metzler systems use linear memory-free controllers, maintaining its positivity within specific system parameter constraints (<xref ref-type="bibr" rid="B10">De Leenheer and Aeyels (2001)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B40">Shen and Lam (2015)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B6">Bhattacharyya and Patra (2018)</xref>). Although the principle of diagonal stabilization for positive linear systems provides a way to solve partly the considered problems using iteration methods (<xref ref-type="bibr" rid="B39">Shen, 2017</xref>), the new approaches mean the constraints representation by LMIs (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Krokavec and Filasov&#xe1;, 2018</xref>).</p>
<p>Using the concept related to an interval system of equations or inequalities (<xref ref-type="bibr" rid="B31">Moore et&#x20;al., 2009</xref>), then interval observers can be designed for uncertain linear systems, providing intervals to which estimated states are belonging at the evolution time (<xref ref-type="bibr" rid="B16">Gouz&#xe9; et&#x20;al., 2000</xref>), and specifically in the presence of non-stationary disturbances and uncertainties (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Bolajraf et&#x20;al. (2011)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B29">Mazenc and Bernard (2011)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B35">Raissi and Efimov (2018)</xref>). Unfortunately, the interval representation of the single actuator fault as a loss of gain must be interpreted as a system with polytopic region of uncertainty and the related methods (<xref ref-type="bibr" rid="B34">Prempain and Postlethwaite (2007)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B23">Krokavec and Filasov&#xe1; (2021b)</xref>) have to be applied with explicit constraint representation in the form of LMIs for this problem.</p>
<p>From the previous overview of methods and principles it can be seen how many different aspects have to be covered in VA design for uncertain Metzler systems. Since the parametric constraints representation is conditioned by the principle of diagonal stabilization, the approach is established to give explicit design conditions in the form of LMIs. This guarantees the strictly positive nominal closed-loop system if the uncertain system model takes the strictly positive VA. Note, the proposed LMI structures cover the system&#x2019;s structural constraints, the parameter uncertainties, and the diagonal stabilisation principle. The primary goal is to find the stabilizing nominal controller for the Metzler system, being consistent with the positive configuration, as well as to design the VA parameters to retain that the positive continuous-time system properties will be preserved also in the faulty regime after VA activating, when a single actuator fault occurs. Although such defined class of systems prescribes the set of strong structural parametric constraints, the proposed design conditions allow obtaining numerical solutions in the straightforward access. The main contribution is a strict feasibility assumption, mainly for convenience that there will be only modified structural variable constraints in the non-negative formulation of the problem. It is the authors&#x2019; belief that further extensions can be done through the given theoretical framework.</p>
<p>The paper is organized as follows. In <xref ref-type="sec" rid="s1-1">Section 2</xref> linear Metzler systems formalism and control system strategies are presented. A key theme of <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 3</xref> are the H<sub>
<italic>&#x221e;</italic>
</sub> norm based methods for nominal controller and VA synthesis. In <xref ref-type="sec" rid="s3">Section 4</xref> the concept of positive stabilization problem with H<sub>
<italic>&#x221e;</italic>
</sub> norm characterization analysis is discussed for single actuator fault interpreted as a gain loss. The illustrative numerical example and some concluding remarks are given in <xref ref-type="sec" rid="s4">Section 5</xref> and <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 6</xref>, respectively.</p>
<p>For sake of convenience, throughout the paper used notations reflect usual conventionality so that <bold>
<italic>x</italic>
</bold>
<sup>T</sup>, <bold>
<italic>X</italic>
</bold>
<sup>T</sup> denotes the transpose of the vector <bold>
<italic>x</italic>
</bold>, and the matrix <bold>
<italic>X</italic>
</bold>, respectively, <bold>
<italic>X</italic>
</bold>
<sup>&#x2212;1</sup>, <italic>&#x3c1;</italic>(<bold>
<italic>X</italic>
</bold>) signifies the inverse and the eigenvalue spectrum of a square matrix <bold>
<italic>X</italic>
</bold>, respectively, for a symmetric square matrix <bold>
<italic>X</italic>
</bold> &#x227a; 0 means that <bold>
<italic>X</italic>
</bold> is negative definite matrix, diag&#x2009; [ &#x22c5; ] marks the elements of a (block) diagonal matrix, <bold>
<italic>&#x2217;</italic>
</bold> represents the block in a square symmetric matrix that is readily inferred by the matrix symmetry, the symbol <bold>
<italic>I</italic>
</bold>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> indicates the <italic>n</italic>-th order unit matrix, <inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> qualifies the set of (nonnegative) real numbers, <inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> (<inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>) refers to the set of <italic>n</italic>&#x20;&#xd7; <italic>r</italic> strictly positive (nonnegative) real matrices and <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, (<inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>) is the set of strictly (purely) Metzler matrices.</p>
</sec>
<sec id="s1-1">
<title>2 Linear Metzler Systems Formalism and Control Strategies</title>
<p>To describe a linear, time-invariant continuous-time MIMO Metzler system the state equations of the form<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m7">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>can be used, where <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m8">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m9">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m10">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> are the system state vector, control input and measurable output, respectively and <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m11">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is the system disturbance.</p>
<p>Since there exist different techniques to preserve properties of the continuous-time Metzler linear systems, it is considered that <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m12">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m13">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m14">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> are non-negative matrices and <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m15">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is strictly Metzler.</p>
<p>Exploiting the Metzler matrix structure notation in the efficient and flexible modeling of positive continuous-time systems, the key features have to be highlighted in the following.</p>
<p>
<statement content-type="definition" id="Definition_1">
<label>Definition 1</label>
<p>(<xref ref-type="bibr" rid="B9">Cvetkovi&#x107;_2020</xref>) A square matrix <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m16">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x25e6;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is purely Metzler if its diagonal elements are negative and its off-diagonal elements are nonnegative. A square matrix <inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m17">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is strictly Metzler if its diagonal elements are negative and its off-diagonal elements are positive. A Metzler matrix is stable if it is Hurwitz. From a strictly Metzler matrix <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m18">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> imply <italic>n</italic>
<sup>2</sup> structural constraints<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m19">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mo>&#x2200;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mo>&#x2200;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The problem gets even significantly more complex if purely Metzler matrices in the control loops are considered.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="remark" id="Remark_1">
<label>Remark 1</label>
<p>Since <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m20">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m21">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> are non-negative, a negative feedback makes smaller (nonnegative or positive) off-diagonal elements and it could destroy the Metzler structure setting one (or more) of the off-diagonal elements to a negative value. This fact also highlights that structural constraints must be included in the synthesis conditions to keep the desired structure Metzler.</p>
<p>While for general linear systems it is possible to work with sign indefinite elements in the matrix inversion of a square system matrix, for Metzler systems it may be difficult, or impossible, to provide general statements if this matrix operation has to be done. Since a square matrix <bold>
<italic>X</italic>
</bold> and its inverse have nonnegative structure if <bold>
<italic>X</italic>
</bold> is positively definite diagonal, to guarantee structural constraints the LMI based design conditions for Metzler systems are formulated using positive definite diagonal matrix variables and the term &#x201c;diagonal stability&#x201d; is used (<xref ref-type="bibr" rid="B2">Berman and Hershkowitz, 1983</xref>), (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Krokavec and Filasov&#xe1;, 2018</xref>). If <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m22">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is only purely Metzler, the synthesis conditions have to reflect further structural constraints, includable in design by related structured diagonal matrix variables (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Krokavec and Filasov&#xe1;, 2019</xref>).</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proposition" id="Proposition_1">
<label>Proposition 1</label>
<p>(<xref ref-type="bibr" rid="B14">Farina_and_Rinaldi_2000</xref>) A solution <bold>
<italic>q</italic>
</bold>(<italic>t</italic>) of the disturbance-free state model (1) for <italic>t</italic>&#x20;&#x2265; 0 is asymptotically stable and positive if <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m23">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is a stable Metzler matrix, <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m24">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is a nonnegative matrix and the state vector <inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m25">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> for given <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m26">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m27">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>. The linear disturbance free system (1), (2) is asymptotically stable and positive if <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m28">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is a stable Metzler matrix, <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m29">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m30">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> are non-negative matrices and both the state vector <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m31">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and the output vector <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m32">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> for all <inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m33">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m34">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="definition" id="Definition_2">
<label>Definition 2</label>
<p>(<xref ref-type="bibr" rid="B18">Horn and Johnson, 1995</xref>) A matrix <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m35">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> is a permutation matrix if exactly one item in each column and row is equal to 1 and all other elements are equal to&#x20;0.</p>
<p>Keeping into account Definition 2 and envisaging a diagonal <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m36">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> such that<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m37">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>then it yields<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m38">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Y</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>if <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m39">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> takes the circulant form<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m40">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="remark" id="Remark_2">
<label>Remark 2</label>
<p>(<xref ref-type="bibr" rid="B21">Krokavec and Filasov&#xe1;, 2021a</xref>) The diagonal stabilization problem can be reformulated using a rhombic mapping of the square strictly Metzler matrix <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m41">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> of the form<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m42">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>31</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>32</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>where the rhombic mapping is constructed using circular shifts of rows of <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m43">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> as<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m44">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>11</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>12</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>13</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center"/>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>22</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>21</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center"/>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>31</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>32</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22f1;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22f1;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>It is evident that generally <italic>n</italic>
<sup>2</sup> parametric constraints (3) can be defined by the negativeness of <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m45">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> for <italic>h</italic>&#x20;&#x3d; 0 and by positiveness of (<italic>n</italic>&#x20;&#x2212; 1) diagonal matrices <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m46">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> for <italic>h</italic>&#x20;&#x3d; 1, <italic>&#x2026;</italic>, <italic>n</italic>&#x20;&#x2212; 1 with<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m47">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="italic">diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>related to the diagonals of&#x20;(8).</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="definition" id="Definition_3">
<label>Definition 3</label>
<p>(<xref ref-type="bibr" rid="B1">Bellman, 1970</xref>) Let <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m48">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m49">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">O</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> then the (<italic>mn</italic>)-dimensional matrix, called the Kronecker product of <bold>
<italic>U</italic>
</bold> and <bold>
<italic>O</italic>
</bold>, is constructed as<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m50">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">O</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">O</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>It can be underlined at this point that the following Kronecker product properties (<xref ref-type="bibr" rid="B8">Brewer, 1978</xref>) will be exploited<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">O</mml:mi>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">O</mml:mi>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m52">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m53">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Consider the system (<xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eqs 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref>), and the properties of diagonals of the mapping (<xref ref-type="disp-formula" rid="e8">Eqs 8</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">9</xref>), with the specific relation to Metzler system diagonal stabilization principle. To keep the notation simple, without loss of generality, this principle is briefly formulated in these lemmas.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="lemma" id="Lemma_1">
<label>Lemma 1</label>
<p>(<xref ref-type="bibr" rid="B25">Krokavec and Filasov&#xe1;, 2018</xref>) Let the matrix <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m54">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> be strictly Metzler then it is Hurwitz if and only if there exists a positive definite diagonal matrix <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m55">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> such that for <italic>h</italic>&#x20;&#x3d; 1, <italic>&#x2026;</italic>, <italic>n</italic>&#x20;&#x2212; 1 and the circulant <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m56">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> the following sets of LMIs is feasible<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m57">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m58">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Note, in the context of Lyapunov stability analysis by using the Lyapunov technique, (<xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Eq. 14</xref>) results from a quadratic Lyapunov function candidate.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="lemma" id="Lemma_2">
<label>Lemma 2</label>
<p>(<xref ref-type="bibr" rid="B22">Krokavec and Filasov&#xe1;, 2020</xref>) Let a square real <italic>n</italic>&#x20;&#xd7; <italic>n</italic> matrix <bold>&#x39b;</bold> is partitioned as<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m59">
<mml:mi mathvariant="bold">&#x39b;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m60">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m61">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m62">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m63">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> while <bold>
<italic>A</italic>
</bold> is strictly Metzler. Then <bold>&#x39b;</bold> is strictly Metzler if, equivalently,</p>
<p>(i)<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m64">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>(ii)<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m65">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m66">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m67">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m68">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">S</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>while <bold>
<italic>B</italic>
</bold> is separated by its rows and <bold>C</bold> by its columns.</p>
<p>Moreover, the square matrix representation related to its rhombic diagonals is given as<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m69">
<mml:mi mathvariant="bold">&#x39b;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Since the positivity of the systems is defined by a nonnegative system state, nonnegative system input and output matrix parameters and by a Metzler system matrix structure, it is necessary to proceed from these facts also in the synthesis of the static output controller.</p>
<p>Within the main goal of this paper it is necessary to define primarily the problem performed on positiveness base to control the Metzler system in the faulty-free mode and, in particular, to use of the LMI criteria form in the stability guarantee.</p>
<p>The stabilizing approach, referred to as the static output control (<xref ref-type="bibr" rid="B44">Zhang et&#x20;al. (2020)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B17">Gritli et&#x20;al. (2021)</xref>) has to be also adapted in the control law gain computing for positive continuous-time systems. Supposing that the square Metzler system (<xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eqs 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref>), is stabilizable by the static output control<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m70">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>with strictly positive gain <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m71">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, this multi-variable problem subject to given parametric constraints can be solved as follows:</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="theorem" id="Theorem_1">
<label>Theorem 1</label>
<p>The closed-loop constructed on the square linear Metzler system (<xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eqs 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref>), under static output control (<xref ref-type="disp-formula" rid="e23">Eq. 23</xref>) is stable if there exist positive definite diagonal matrices <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m72">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>,</italic> <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m73">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>
<italic>, a strictly positive matrix</italic> <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m74">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and a positive scalar <italic>&#x3b3;</italic> &#x2208; <italic>I R</italic>
<sub>&#x2b;</sub> such that for <italic>h</italic>&#x20;&#x3d; 1, 2, &#x2026;<italic>n</italic>&#x20;&#x2212; 1<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m75">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m76">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo mathvariant="bold">&#x2217;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo mathvariant="bold">&#x2217;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m77">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(26)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m78">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m79">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>with the structured matrix variables<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m80">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>and with the enhanced design parameters given in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e9">Eqs 9</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e19">19</xref>,&#x20;<xref ref-type="disp-formula" rid="e20">20</xref>).</p>
<p>When the above conditions hold the strictly positive <bold>
<italic>K</italic>
</bold> is constructed by using <bold>
<italic>R</italic>
</bold>, <bold>
<italic>V</italic>
</bold> as<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m81">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Hereafter, <bold>
<italic>&#x2217;</italic>
</bold> denotes the symmetric item in a symmetric matrix.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_1">
<label>Proof</label>
<p>According to the condition (<xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Eq. 14</xref>) it must be applied for a positive definite diagonal matrix <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m82">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> that<disp-formula id="e31">
<mml:math id="m83">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(31)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e32">
<mml:math id="m84">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(32)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Hence, upon inserting (<xref ref-type="disp-formula" rid="e22">Eqs 22</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e32">32</xref>), it can be obtained an explicit expression<disp-formula id="e33">
<mml:math id="m85">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(33)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Substituting (<xref ref-type="disp-formula" rid="e21">Eq. 21</xref>) and using (<xref ref-type="disp-formula" rid="e11">Eq. 11</xref>) it can be solved for the above defined specific matrix element (since <bold>
<italic>L</italic>
</bold>
<sup>
<italic>h</italic>
</sup>
<bold>
<italic>L</italic>
</bold>
<sup>
<italic>hT</italic>
</sup> <italic>&#x3d;</italic> <bold>
<italic>I</italic>
</bold>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub>)<disp-formula id="e34">
<mml:math id="m86">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(34)</label>
</disp-formula>and the product <bold>
<italic>K</italic>
</bold>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>
<bold>
<italic>C</italic>
</bold>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>
<bold>
<italic>Q</italic>
</bold> can be rewritten as follows<disp-formula id="e35">
<mml:math id="m87">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22f1;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22f1;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22f1;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center"/>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center"/>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(35)</label>
</disp-formula>where <bold>
<italic>R</italic>
</bold>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>V</italic>
</bold>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub> are the structured matrix variables defined in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e29">Eq. 29</xref>), <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m88">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is a positive definite diagonal matrix, <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m89">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is strictly positive structured matrix variable and<disp-formula id="e36">
<mml:math id="m90">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(36)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Thus, Prescribing That<disp-formula id="e37">
<mml:math id="m91">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x21d2;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(37)</label>
</disp-formula>then<disp-formula id="e38">
<mml:math id="m92">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
<label>(38)</label>
</disp-formula>and (<xref ref-type="disp-formula" rid="e37">Eq. 37</xref>) gives the matrix equality (<xref ref-type="disp-formula" rid="e28">Eq.&#x20;28</xref>).</p>
<p>Multiplying the right side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e18">Eq. 18</xref>) by <bold>Q</bold> and using (<xref ref-type="disp-formula" rid="e38">Eq. 38</xref>) then (<xref ref-type="disp-formula" rid="e18">Eq. 18</xref>) implies<disp-formula id="e39">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(39)</label>
</disp-formula>which forces (<xref ref-type="disp-formula" rid="e26">Eq.&#x20;26</xref>).</p>
<p>Analogously, pre-multiplying the left side by <bold>
<italic>L</italic>
</bold>
<sup>
<italic>h</italic>
</sup> and post-multiplying the right side by <bold>L</bold>
<sup>hT</sup>
<bold>Q</bold> it results from (<xref ref-type="disp-formula" rid="e18">Eq. 18</xref>) that<disp-formula id="e40">
<mml:math id="m94">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
<label>(40)</label>
</disp-formula>and using (<xref ref-type="disp-formula" rid="e34">Eqs 34</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e38">38</xref>), (38) then (<xref ref-type="disp-formula" rid="e40">Eq. 40</xref>) implies (<xref ref-type="disp-formula" rid="e27">Eq.&#x20;27</xref>).</p>
<p>If the matrix <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m95">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is defined as<disp-formula id="e41">
<mml:math id="m96">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
<label>(41)</label>
</disp-formula>then, multiplying the left side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e38">Eq. 38</xref>) by <bold>
<italic>T</italic>
</bold>,<disp-formula id="e42">
<mml:math id="m97">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:math>
<label>(42)</label>
</disp-formula>and using (<xref ref-type="disp-formula" rid="e42">Eq. 42</xref>) it will be<disp-formula id="e43">
<mml:math id="m98">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:math>
<label>(43)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In the context of Lyapunov stability analysis by using the Lyapunov technique, a Lyapunov function candidate of the form<disp-formula id="e44">
<mml:math id="m99">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
<label>(44)</label>
</disp-formula>is chosen, where a positive definite diagonal matrix <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m100">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is prescribed and <italic>&#x3b3; &#x3e; 0</italic> is considered as an upper bound of <italic>H</italic>
<sub>
<italic>&#x221e;</italic>
</sub> norm of the disturbance transfer function matrix (see, e.g., <xref ref-type="bibr" rid="B15">Filasov&#xe1; and Krokavec (2012)</xref> for more details).</p>
<p>Simple computations show that the time derivative of this Lyapunov function is defined by<disp-formula id="e45">
<mml:math id="m101">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(45)</label>
</disp-formula>and Lyapunov&#x2019;s method states that if such a function exists, then the equilibrium of the system is stable.</p>
<p>Thus, defining<disp-formula id="e46">
<mml:math id="m102">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(46)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>(<xref ref-type="disp-formula" rid="e45">Eq. 45</xref>) can be written as<disp-formula id="e47">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mspace width="-0.17em"/>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mspace width="0.17em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(47)</label>
</disp-formula>where, because <bold>
<italic>P</italic>
</bold> is diagonal,<disp-formula id="e48">
<mml:math id="m104">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(48)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Therefore, in the sense of Schur complement, (<xref ref-type="disp-formula" rid="e48">Eq. 48</xref>) admits<disp-formula id="e49">
<mml:math id="m105">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(49)</label>
</disp-formula>where (<xref ref-type="disp-formula" rid="e49">Eq. 49</xref>) takes the form by sense of the Bounded Real Lemma (<xref ref-type="bibr" rid="B38">Scherer et&#x20;al. (1997</xref>).</p>
<p>Thus, with<disp-formula id="e50">
<mml:math id="m106">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">X</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(50)</label>
</disp-formula>it can obtain from (<xref ref-type="disp-formula" rid="e49">Eq. 49</xref>), when pre-multiplying the left side and post-multiplying the right side by <bold>
<italic>X</italic>
</bold>
<italic>,</italic>
<disp-formula id="e51">
<mml:math id="m107">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(51)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Hence, substituting (<xref ref-type="disp-formula" rid="e43">Eq. 43</xref>), then (<xref ref-type="disp-formula" rid="e51">Eq. 51</xref>) implies (<xref ref-type="disp-formula" rid="e25">Eq. 25</xref>). This concludes the&#x20;proof.</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>3 Synthesis of Nominal Controller and VA</title>
<p>In a faulty case with a single actuator fault the control structure is modified by adding the associated VA block that masks the actuator fault, and allows the controller to perceive the system as it was before the fault, i.e.,&#x20;the nominal controller may still be used without it being necessarily readjusted. The synthesis methodology assumes a known system model and its parameters for working in nominal mode and a system model and its parameters for faulty mode. In addition, it is assumed that the active FTC structure contains a part of fault detection and localization (FDI) that will allow the correct activation of the control structure reconfiguration after the fault has occurred.</p>
<p>The state-space description of the system with a single actuator fault is considered as follows<disp-formula id="e52">
<mml:math id="m108">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(52)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e53">
<mml:math id="m109">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(53)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m110">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the faulty system state variables vector, <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m111">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> labels the vector of acting control input variables in the faulty regime, <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m112">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> identifies the vector of output variables in the faulty regime, while the matrix <inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m113">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula> and <italic>rank</italic>(<bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f</italic>
</sub>) <italic>&#x2264; rank</italic>(<bold>
<italic>B</italic>
</bold>). Moreover, it is supposed that the pair (<bold>
<italic>A</italic>
</bold>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f</italic>
</sub>) is controllable and the input vector <bold>
<italic>u</italic>
</bold>
<sub>
<italic>fa</italic>
</sub>
<italic>(t)</italic> is available for reconfiguration (all inputs to the plant are available as they use the nominal controller, but one associated with the faulty actuator is broken) and&#x20;the covering of the faulty control input is defined as follows<disp-formula id="e54">
<mml:math id="m114">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(54)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m115">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>. To obtain the VA state-space description, the following lemma is proven.</p>
<p>
<statement content-type="lemma" id="Lemma_3">
<label>Lemma 3</label>
<p>The system dynamics of VA for the system (<xref ref-type="disp-formula" rid="e52">Eqs 52</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e53">53</xref>), with a single actuator fault is given as<disp-formula id="e55">
<mml:math id="m116">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(55)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e56">
<mml:math id="m117">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(56)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e57">
<mml:math id="m118">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(57)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>and <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m119">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m120">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_2">
<label>Proof</label>
<p>Writing (<xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eq. 1</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="e52">Eq. 52</xref>) compactly as<disp-formula id="e58">
<mml:math id="m121">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(58)</label>
</disp-formula>then the behavior of the extended system can be fully described also by using <bold>
<italic>q</italic>
</bold>
<sub>
<italic>fa</italic>
</sub>
<italic>(t)</italic> and by the error vector <bold>
<italic>e</italic>
</bold>
<sub>
<italic>fa</italic>
</sub>
<italic>(t)</italic> (<xref ref-type="disp-formula" rid="e57">Eq. 57</xref>). Then, to perform the system coordinate change, the transform matrix <bold>
<italic>T</italic>
</bold> can be defined with respect to (<xref ref-type="disp-formula" rid="e57">Eq. 57</xref>) as follows<disp-formula id="e59">
<mml:math id="m122">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
<label>(59)</label>
</disp-formula>and, accordingly, it can be obtained<disp-formula id="e60">
<mml:math id="m123">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(60)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e61">
<mml:math id="m124">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(61)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e62">
<mml:math id="m125">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(62)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e63">
<mml:math id="m126">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(63)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Moreover, consistently with these notations, (<xref ref-type="disp-formula" rid="e58">Eq. 58</xref>) can be rewritten in the following form<disp-formula id="e64">
<mml:math id="m127">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(64)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The choice of the faulty control input covering, defined by (<xref ref-type="disp-formula" rid="e54">Eq. 54</xref>), solves the problem and provides that the substitution of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e54">Eq. 54</xref>) in (<xref ref-type="disp-formula" rid="e64">Eq. 64</xref>) leads to<disp-formula id="e65">
<mml:math id="m128">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="bold-italic">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="bold-italic">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="bold-italic">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(65)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Using the above argumentations it is possible to state that the second row of the equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="e65">Eq. 65</xref>) implies the VA equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="e55">Eq. 55</xref>). This concludes the&#x20;proof.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="corollary" id="Corollary_1">
<label>Corollary 1</label>
<p>Using the nominal controller, defined in analogy with (<xref ref-type="disp-formula" rid="e23">Eq. 23</xref>) as<disp-formula id="e66">
<mml:math id="m129">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(66)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m130">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, then<disp-formula id="e67">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(67)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e68">
<mml:math id="m132">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(68)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e69">
<mml:math id="m133">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:math>
<label>(69)</label>
</disp-formula>and it is evident that <bold>
<italic>K</italic>
</bold> can be designed using Theorem&#x20;1.</p>
<p>The first row of the equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="e65">Eq. 65</xref>) implies<disp-formula id="e70">
<mml:math id="m134">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(70)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Thus, denoting<disp-formula id="e71">
<mml:math id="m135">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(71)</label>
</disp-formula>the state-space description of the faulty closed-loop system with activated VA is as follows<disp-formula id="e72">
<mml:math id="m136">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(72)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e73">
<mml:math id="m137">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(73)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m138">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m139">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:math>
</inline-formula>, <italic>r</italic>
<sub>
<italic>fa</italic>
</sub> <italic>&#x3d; r &#x2b; r</italic>
<sub>
<italic>d</italic>
</sub>&#x2009;</p>
<p>When comparing (<xref ref-type="disp-formula" rid="e55">Eq. 55</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="e72">Eq. 72</xref>) it is necessary to emphasize that with such defined structures, the dynamics of&#x20;the VA and the dynamics of the faulty system will be the&#x20;same.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="remark" id="Remark_3">
<label>Remark 3</label>
<p>Writing (<xref ref-type="disp-formula" rid="e66">Eq. 66</xref>) as<disp-formula id="e74">
<mml:math id="m140">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(74)</label>
</disp-formula>it is evident that the measured faulty output <bold>
<italic>y</italic>
</bold>
<sub>
<italic>fa</italic>
</sub>
<italic>(t)</italic> can be masked on the input of the controller by the value <italic>&#x2212;</italic> <bold>
<italic>Ce</italic>
</bold>
<sub>
<italic>fa</italic>
</sub>
<italic>(t)</italic>, where <bold>
<italic>e</italic>
</bold>
<sub>
<italic>fa</italic>
</sub>
<italic>(t)</italic> is obtained from the VA equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="e55">Eq.&#x20;55</xref>)<italic>.</italic>
</p>
<p>Practically it means to start reconfiguration regime by including the virtual block (<xref ref-type="disp-formula" rid="e55">Eq. 55</xref>) into the control loop and to initialize it with <bold>
<italic>e</italic>
</bold>
<sub>
<italic>fa</italic>
</sub>
<italic>(0)</italic>
<italic>.</italic>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="remark" id="Remark_4">
<label>Remark 4</label>
<p>The possible question to ask is whether (<xref ref-type="disp-formula" rid="e65">Eq. 65</xref>) happens to constitute the classical separation principle invalidity, if the single actuator faults are projected onto the uncertainty of input system matrix <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f</italic>
</sub>, see, e.g., the accompanying tasks in <xref ref-type="bibr" rid="B12">Do et&#x20;al. (2021)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B36">Rauh et&#x20;al. (2021)</xref>.</p>
<p>Since, substituting (<xref ref-type="disp-formula" rid="e69">Eqs 69</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e71">71</xref>) Into (<xref ref-type="disp-formula" rid="e65">Eq. 65</xref>), it can be obtained<disp-formula id="e75">
<mml:math id="m141">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">e</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(75)</label>
</disp-formula>the closed-loop structure with VA should not have such unfavorable response.</p>
<p>To give the design conditions for VA for strictly Metzler systems, it is necessary to repeat a few results on diagonal parameterisations with relation to state control problem.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="remark" id="Remark_5">
<label>Remark 5</label>
<p>(compare <xref ref-type="bibr" rid="B22">Krokavec and Filasov&#xe1; (2020)</xref>) In contrast to the diagonal representation of the system parameters according to (<xref ref-type="disp-formula" rid="e19">Eqs 19</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e20">20</xref>) in the static output control design, the state control form of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e56">Eq. 56</xref>) requires separation of the matrix <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f</italic>
</sub> by its columns and the matrix <bold>
<italic>G</italic>
</bold> by its rows to obtain different structure of the diagonal representation, defined as follows for <italic>j &#x3d; 1, &#x2026;, r</italic>
<disp-formula id="e76">
<mml:math id="m142">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(76)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e77">
<mml:math id="m143">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(77)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The square matrix representation of <bold>
<italic>A</italic>
</bold>
<sub>
<italic>cf</italic>
</sub> from its rhombic diagonals is now given as<disp-formula id="e78">
<mml:math id="m144">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(78)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e79">
<mml:math id="m145">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(79)</label>
</disp-formula>while the open form representation of <bold>
<italic>A</italic>
</bold>
<sub>
<italic>cf</italic>
</sub> is<disp-formula id="e80">
<mml:math id="m146">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(80)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e81">
<mml:math id="m147">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(81)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The use of these relationships eliminates introduction of additional structured matrix variables into LMI formulation.</p>
<p>The control structure with VA is standard (see, e.g., <xref ref-type="bibr" rid="B37">Richter (2011)</xref>, Fig.&#x20;4.8fig48, p.&#x20;73).</p>
<p>To the above given faulty system model, and persisted parametric constraints, the design condition are imposed in the following form:</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="theorem" id="Theorem_2">
<label>Theorem 2</label>
<p>VA (<xref ref-type="disp-formula" rid="e55">Eq. 55</xref>) is Metzler and stable if the faulty system (<xref ref-type="disp-formula" rid="e52">Eqs 52</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e53">53</xref>) is Metzler and there exist positive definite diagonal matrices <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m148">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and a positive scalar <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m149">
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> such that for <italic>h&#x20;&#x3d; 1, &#x2026;, n &#x2212; 1</italic>
<italic>,</italic> <italic>j &#x3d; 1, &#x2026;, r</italic>,<disp-formula id="e82">
<mml:math id="m150">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(82)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e83">
<mml:math id="m151">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(83)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e84">
<mml:math id="m152">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(84)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e85">
<mml:math id="m153">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(85)</label>
</disp-formula>With a feasible solution, the nonnegative VA gain <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m154">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> that solves the design task is<disp-formula id="e86">
<mml:math id="m155">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(86)</label>
</disp-formula>only implicitly defining the gain non-negativeness.</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_3">
<label>Proof</label>
<p>If <italic>h &#x3d; 0</italic>, then (<xref ref-type="disp-formula" rid="e78">Eq. 78</xref>) impliesr<disp-formula id="e87">
<mml:math id="m156">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(87)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Since <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m157">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> is a positive definite diagonal matrix, multiplying the right side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e88">Eq. 88</xref>) by <bold>
<italic>U</italic>
</bold> gives<disp-formula id="e88">
<mml:math id="m158">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
<label>(88)</label>
</disp-formula>and with<disp-formula id="e89">
<mml:math id="m159">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(89)</label>
</disp-formula>
<italic>the</italic>n (<xref ref-type="disp-formula" rid="e88">Eq. 88</xref>) forces (<xref ref-type="disp-formula" rid="e84">Eq.&#x20;84</xref>)<italic>.</italic>
</p>
<p>Analogously, for an arbitrary <italic>h &#x2208; &#x27e8;</italic>1, <italic>n &#x2212; </italic>1<italic>&#x27e9;</italic>,<disp-formula id="e90">
<mml:math id="m160">
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
<label>(90)</label>
</disp-formula>and, pre-multiplying the left side by <bold>
<italic>L</italic>
</bold>
<sup>
<italic>h</italic>
</sup> and post- multiplying the right side by <bold>
<italic>U</italic>
</bold>, then (<xref ref-type="disp-formula" rid="e90">Eq. 90</xref>) implies<disp-formula id="e91">
<mml:math id="m161">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(91)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Therefore, using (<xref ref-type="disp-formula" rid="e89">Eq. 89</xref>), it comes out that (<xref ref-type="disp-formula" rid="e91">Eq. 91</xref>) gives (<xref ref-type="disp-formula" rid="e85">Eq.&#x20;85</xref>).</p>
<p>When considering a positive definite diagonal matrix <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m162">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, in the Lyapunov sense it can be set<disp-formula id="e92">
<mml:math id="m163">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
<label>(92)</label>
</disp-formula>and, consequently, it can be expressed the time derivative of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e91">Eq. 91</xref>) as<disp-formula id="e93">
<mml:math id="m164">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(93)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Thus, defining<disp-formula id="e94">
<mml:math id="m165">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(94)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>(<xref ref-type="disp-formula" rid="e93">Eq. 93</xref>) can be written as<disp-formula id="e95">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(95)</label>
</disp-formula>where, because <bold>
<italic>W</italic>
</bold> is diagonal,<disp-formula id="e96">
<mml:math id="m167">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x22c4;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">P</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(96)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Therefore, in the sense of Schur complement, (<xref ref-type="disp-formula" rid="e96">Eq. 96</xref>) admits<disp-formula id="e97">
<mml:math id="m168">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
<label>(97)</label>
</disp-formula>and with<disp-formula id="e98">
<mml:math id="m169">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Z</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(98)</label>
</disp-formula>it can be obtained from (<xref ref-type="disp-formula" rid="e97">Eq. 97</xref>), when pre-multiplying the left side and post-multiplying the right side by <bold>
<italic>Z</italic>
</bold> that<disp-formula id="e99">
<mml:math id="m170">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(99)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Since multiplying the right side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e80">Eq. 80</xref>) by <bold>
<italic>U</italic>
</bold> gives<disp-formula id="e100">
<mml:math id="m171">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(100)</label>
</disp-formula>then with (<xref ref-type="disp-formula" rid="e89">Eq. 89</xref>) it yields<disp-formula id="e101">
<mml:math id="m172">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
<label>(101)</label>
</disp-formula>and substituting (<xref ref-type="disp-formula" rid="e101">Eq. 101</xref>) then (<xref ref-type="disp-formula" rid="e99">Eq. 99</xref>) implies (<xref ref-type="disp-formula" rid="e84">Eq. 83</xref>). This concludes the&#x20;proof.</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>4 Uncertain Representation of Single Actuator Faults</title>
<p>Assuming generally that <bold>
<italic>A</italic>
</bold>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>C</italic>
</bold>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>D</italic>
</bold> of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eqs 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref>), belong to the polytopic uncertainty domain<disp-formula id="e102">
<mml:math id="m173">
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(102)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e103">
<mml:math id="m174">
<mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.28em"/>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(103)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m175">
<mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> is the unit simplex, <bold>
<italic>A</italic>
</bold>
<sub>
<italic>l</italic>
</sub>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>l</italic>
</sub>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>C</italic>
</bold>
<sub>
<italic>l</italic>
</sub> and <bold>
<italic>D</italic>
</bold>
<sub>
<italic>l</italic>
</sub> are constant matrices and uncertainties <italic>s</italic>
<sub>
<italic>l</italic>
</sub>
<italic>, l &#x3d; 1, &#x2026;, p</italic> are time-invariant. Since <bold>
<italic>s</italic>
</bold> is constrained to (<xref ref-type="disp-formula" rid="e103">Eq. 103</xref>), matrix elements of the set <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m176">
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are affine functions of the associated vector <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m177">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> of uncertain parameters. Thus, the convex combination of the vertex matrices <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m178">
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:math>
</inline-formula> describes the uncertain system.</p>
<p>To describe the <italic>i</italic>-th single actuator fault as an interval loss of its gain, then (<xref ref-type="disp-formula" rid="e71">Eqs 71</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e76">76</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e80">80</xref>), have to be redefined as<disp-formula id="e104">
<mml:math id="m179">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(104)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e105">
<mml:math id="m180">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(105)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e106">
<mml:math id="m181">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
<label>(106)</label>
</disp-formula>where, since <bold>
<italic>b</italic>
</bold>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> is generally non-negative, it yields element wise<disp-formula id="e107">
<mml:math id="m182">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(107)</label>
</disp-formula>whilst <bold>
<italic>b</italic>
</bold>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> is the <italic>i</italic>-th vector of the nominal matrix <bold>
<italic>B</italic>
</bold>. It is evident that for Metzler systems the interval parameters have to be stated within <inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m183">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m184">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m185">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<statement content-type="remark" id="Remark_6">
<label>Remark 6</label>
<p>In practice, when creating a state-space description of a real system, the actuator gains are included in the input matrix <bold>
<italic>B</italic>
</bold> and the sensor gains in the output matrix <bold>
<italic>C</italic>
</bold>, while the gains always being positive and the signals in front of amplifiers being generally sign-indefinite. If the property of the system introduces into the state description (with respect to the i-th input) the vector <bold>
<italic>b</italic>
</bold>
<sub>
<italic>0i</italic>
</sub> and the gain of the i-th actuator is <italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>0i</italic>
</sub>, the i-th column of&#x20;the matrix <bold>
<italic>B</italic>
</bold> is <bold>
<italic>b</italic>
</bold>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> <italic>&#x3d;</italic> <bold>
<italic>b</italic>
</bold>
<sub>
<italic>0i</italic>
</sub>
<italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>0i</italic>
</sub>. A loss of gain of the i-th actuator&#x20;generally means <italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> <italic>&#x3c; &#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>0i</italic>
</sub>, loss of functionality means <italic>&#x3ba;</italic>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> <italic>&#x3d; 0</italic>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>b</italic>
</bold>
<sub>
<italic>i</italic>
</sub> <italic>&#x3d;</italic>&#x20;<bold>
<italic>0</italic>
</bold>.</p>
<p>Suppression of a possible increase in gain is usually done when designing the system control. Of course, with a defined upper allowable limit of gain increase, the presented methodology can be generalized for this case as&#x20;well.</p>
<p>The uncertain faulty Metzler system implies the following modification of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e102">Eqs 102</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e103">103</xref>),<disp-formula id="e108">
<mml:math id="m186">
<mml:mi mathvariant="script">O</mml:mi>
<mml:mo>&#x2254;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(108)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e109">
<mml:math id="m187">
<mml:mi mathvariant="script">S</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.28em"/>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(109)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e110">
<mml:math id="m188">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
<label>(110)</label>
</disp-formula>and, consequently,<disp-formula id="e111">
<mml:math id="m189">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>1</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>2</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(111)</label>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="theorem" id="Theorem_3">
<label>Theorem 3</label>
<p>VA (<xref ref-type="disp-formula" rid="e55">Eq. 55</xref>) is strictly Metzler and stable if the faulty system (<xref ref-type="disp-formula" rid="e52">Eqs. 52</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e53">53</xref>) is strictly Metzler with uncertain parameters <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f1</italic>
</sub>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f2</italic>
</sub> and there exist positive definite diagonal matrices <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m190">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> and a positive scalar <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m191">
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> such that for <italic>h &#x3d; 1, &#x2026;n &#x2212; 1</italic>
<italic>,</italic> <italic>j &#x3d; 1, &#x2026;, r</italic>
<italic>,</italic> <italic>l &#x3d; 1, 2</italic>
<disp-formula id="e112">
<mml:math id="m192">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(112)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e113">
<mml:math id="m193">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(113)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e114">
<mml:math id="m194">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(114)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e115">
<mml:math id="m195">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(115)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In the affirmative case, the VA gain <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m196">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:math>
</inline-formula> that solves the design task, is<disp-formula id="e116">
<mml:math id="m197">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ee;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(116)</label>
</disp-formula>
</p>
</statement>
</p>
<p>
<statement content-type="proof" id="uProof_4">
<label>Proof</label>
<p>Reflecting the basic property of the uncertainties in the unit simplex (<xref ref-type="disp-formula" rid="e109">Eq. 109</xref>)<disp-formula id="e117">
<mml:math id="m198">
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:math>
<label>(117)</label>
</disp-formula>then inequality (<xref ref-type="disp-formula" rid="e93">Eq. 93</xref>), conditioned by (<xref ref-type="disp-formula" rid="e109">Eq. 109</xref>), implies the following modification for given problem<disp-formula id="e118">
<mml:math id="m199">
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right">
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x307;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">fl</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">fl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
<label>(118)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Following the same assumptions applied in the proof of Theorem 2 then, in analogy with (<xref ref-type="disp-formula" rid="e99">Eq. 99</xref>), it has to be for <italic>l &#x2208; &#x27e8;1, 2&#x27e9;</italic>
<disp-formula id="e119">
<mml:math id="m200">
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">fl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">fl</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b3;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(119)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Multiplying the right side of (<xref ref-type="disp-formula" rid="e105">Eq. 105</xref>) by <bold>
<italic>U</italic>
</bold> gives<disp-formula id="e120">
<mml:math id="m201">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(120)</label>
</disp-formula>then, with (<xref ref-type="disp-formula" rid="e89">Eq. 89</xref>), the relations for the latter problem can be written as<disp-formula id="e121">
<mml:math id="m202">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
<label>(121)</label>
</disp-formula>that is, with <italic>l &#x2208; &#x27e8;1, 2&#x27e9;</italic>,<disp-formula id="e122">
<mml:math id="m203">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">fl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(122)</label>
</disp-formula>where the same idea can be used for representation of the acting fault on the <italic>i</italic>-th actuator<disp-formula id="e123">
<mml:math id="m204">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">fl</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e8;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x27e9;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
<label>(123)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e124">
<mml:math id="m205">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>1</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>2</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">fl</mml:mi>
<mml:mi>1</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x22ef;</mml:mo>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="italic">fl</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(124)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Thus, substituting (<xref ref-type="disp-formula" rid="e122">Eq.122</xref>), then (<xref ref-type="disp-formula" rid="e119">Eq. 119</xref>) implies (<xref ref-type="disp-formula" rid="e113">Eq.&#x20;113</xref>).</p>
<p>It is evident, that all columns of <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>fl</italic>
</sub>, except the <italic>i</italic>-th column, remain unchanged and equal to the associated columns of <bold>
<italic>B</italic>
</bold>. Thus, when separating <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>fl</italic>
</sub> by columns, the diagonal representation of a column, except the <italic>i</italic>-th column, is equal for <italic>l</italic> &#x3d; 1 and <italic>l</italic> &#x3d; 2. Conversely, the i-th column has two diagonal representations, one for its lower boundary (l &#x3d; 2) and the other for its upper boundary (l &#x3d;&#x20;1).</p>
<p>Applying the same procedure to reformulate the inequalities (88), (91), it can obtain the representation<disp-formula id="e125">
<mml:math id="m206">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x227a;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:math>
<label>(125)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e126">
<mml:math id="m207">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:munderover accentunder="false" accent="false">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x227b;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
<label>(126)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Square; and using (<xref ref-type="disp-formula" rid="e89">Eq. 89</xref>), then (<xref ref-type="disp-formula" rid="e125">Eqs 125</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e126">126</xref>) gives (<xref ref-type="disp-formula" rid="e114">Eqs 114</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e115">115</xref>), respectively. This concludes the&#x20;proof.</p>
<p>A key properties needed to program and initialize the design solutions for controller and VA synthesis are illustrated in the following section.</p>
</statement>
</p>
</sec>
<sec id="s4">
<title>5 Illustrative Example</title>
<p>The proposed design algorithms are applied to the system model, which state-space representation is at the same time simple enough to apply and test for static output and VA design. Related to <xref ref-type="disp-formula" rid="e1">Eqs 1</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2">2</xref> the system parameter matrices are (<xref ref-type="bibr" rid="B22">Krokavec and Filasov&#xe1;, 2020</xref>)<disp-formula id="equ3">
<mml:math id="m208">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3.3800</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>2.2080</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>6.7150</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.6760</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.5810</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4.2900</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>2.0500</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.6750</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.0670</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>4.2730</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>6.6540</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.8930</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0480</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>2.2730</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.3430</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2.3840</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0400</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0189</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0568</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0203</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0315</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0170</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0140</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0150</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0223</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0061</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ4">
<mml:math id="m209">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>The design of the nominal controller is not conditional in VA design, but based on different diagonal matrix representation of Metzler system matrix parameter, for the sake of completeness, is also partly illustrated at&#x20;first.</p>
<p>The corresponding diagonal and block diagonal matrix parameters, related with the nominal controller design, are constructed as<disp-formula id="equ5">
<mml:math id="m210">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3.3800</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4.2900</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>6.6540</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2.3840</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0400</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0189</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ6">
<mml:math id="m211">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>2.2080</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>2.0500</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.8930</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0480</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0568</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0203</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ7">
<mml:math id="m212">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>6.7150</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.6750</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.0670</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>2.2730</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0315</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ8">
<mml:math id="m213">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x398;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.6760</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.5810</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>4.2730</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.3430</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0170</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ9">
<mml:math id="m214">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">S</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">L</mml:mi>
<mml:mo>&#x2297;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ10">
<mml:math id="m215">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0400</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0189</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0568</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0203</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0315</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0170</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ11">
<mml:math id="m216">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</disp-formula>to be compatible with (<xref ref-type="disp-formula" rid="e18">Eqs 18</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e20">20</xref>).</p>
<p>Using the SeDuMi package (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Peaucelle et&#x20;al., 2002</xref>) in the Matlab environment to solve (<xref ref-type="disp-formula" rid="e24">Eqs 24</xref>&#x2013;<xref ref-type="disp-formula" rid="e28">28</xref>), the LMI variables take the forms<disp-formula id="equ12">
<mml:math id="m217">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Q</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.7950</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.1094</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.1232</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0326</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.1094</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0326</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.1898</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0247</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>12.1138</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.9881</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</disp-formula>and the nominal control law gain matrix <bold>
<italic>K</italic>
</bold> is calculated as<disp-formula id="equ13">
<mml:math id="m218">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.7346</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.7576</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>110.7035</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>30.3549</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>The nominal closed-loop system matrix is strictly Metzler and Hurwitz, with the following structure and the eigenvalue spectrum<disp-formula id="equ14">
<mml:math id="m219">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3.3800</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0463</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>6.7150</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.0720</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.5810</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>6.6358</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>2.0500</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0158</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.0670</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.7661</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>6.6540</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>4.9282</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0480</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.3713</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.3430</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2.9087</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>&#x3f1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.0815</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4.0161</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>6.4195</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>9.0614</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>while the upper bound of <italic>H</italic>
<sub>
<italic>&#x221e;</italic>
</sub> norm of the disturbance transfer matrix function matrix for the faulty-free system is <italic>&#x3b3; &#x3d; 1.6276</italic>.</p>
<p>In the following is considered the same system but with the second actuator fault, defined by an interval of actuator gain loss. To get a better understanding of the underlying task, the matrices <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m220">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m221">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:math>
</inline-formula> are specified as follows:<disp-formula id="equ15">
<mml:math id="m222">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0400</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0180</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0568</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0193</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0299</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0162</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0400</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0047</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0568</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0051</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0079</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0043</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>To solve the VA design task, the state form of VA dynamics description implies another diagonal matrix representation than was used in the first case, i.e.,&#x20;the diagonal matrix representation schemes for <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f1</italic>
</sub>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f1</italic>
</sub> according (<xref ref-type="disp-formula" rid="e104">Eq. 104</xref>) give<disp-formula id="equ16">
<mml:math id="m223">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>1</mml:mi>
<mml:mi>1</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0400</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0568</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>2</mml:mi>
<mml:mi>1</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0180</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0193</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0299</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0162</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ17">
<mml:math id="m224">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>1</mml:mi>
<mml:mi>2</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0400</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0568</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>2</mml:mi>
<mml:mi>2</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0047</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0051</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0079</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0043</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Although the <bold>
<italic>C</italic>
</bold> matrix is not changed, in the VA design task the diagonal representation of <bold>
<italic>C</italic>
</bold> reflects separation its rows that is<disp-formula id="equ18">
<mml:math id="m225">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Moreover, to reflect the disturbance extension, the generalized matrices <bold>
<italic>D</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f1</italic>
</sub>
<italic>,</italic> <bold>
<italic>D</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f2</italic>
</sub>, defined by (<xref ref-type="disp-formula" rid="e106">Eq. 106</xref>), have to be created as<disp-formula id="equ19">
<mml:math id="m226">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0140</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0400</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0047</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0150</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0568</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0051</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0223</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0079</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0061</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0043</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0140</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0400</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0180</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0150</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0568</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0193</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0223</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0299</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0061</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0162</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>Fortunately, in this example, the diagonal representation of the system matrix <bold>
<italic>A</italic>
</bold> by the set of matrices <bold>
<italic>A</italic>
</bold>
<sub>
<italic>&#x398;</italic>
</sub>(<italic>&#x2217;</italic>) resulting from its rhombic representation remain unchanged.</p>
<p>Solving (112)&#x2013;(115) within the same environment and the considered toolbox, the following LMI variables result<disp-formula id="equ20">
<mml:math id="m227">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">U</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.3531</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.1074</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.3234</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0790</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ21">
<mml:math id="m228">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>3.3725</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>4.8766</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>10.4354</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.3562</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>diag</mml:mi>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.7227</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.2291</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>2.2375</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.1621</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:math>
</disp-formula>and the VA gain is given as:<disp-formula id="equ22">
<mml:math id="m229">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>2.4924</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>45.4203</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>32.2668</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>4.5092</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.5341</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>11.4477</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>6.9184</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>14.7094</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>One can verify that with such defined <bold>
<italic>G</italic>
</bold> the dynamics of VAs, on the borders of the interval fault gain of the second actuator, are<disp-formula id="equ23">
<mml:math id="m230">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3.4893</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.1856</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.3001</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.2315</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.4291</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>7.0906</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0838</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.1352</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.0226</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>3.4126</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>7.2289</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.4014</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0110</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.5703</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.8634</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2.6730</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>&#x3f1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.5363</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4.0873</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>7.4010</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>8.4571</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
<disp-formula id="equ24">
<mml:math id="m231">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3.4822</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.3371</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.3916</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.4261</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.4367</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>6.9280</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.1821</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.3442</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.0344</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>3.6651</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>7.0763</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>5.7258</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0173</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1.7066</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.9458</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2.4979</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi>&#x3f1;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:munder accentunder="false">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo accent="true">&#x332;</mml:mo>
</mml:munder>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.1657</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4.0721</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>7.2311</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>8.5156</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>whilst the upper bound of <italic>H</italic>
<sub>
<italic>&#x221e;</italic>
</sub> norm of the disturbance transfer matrix function matrix is <italic>&#x3b4; &#x3d; 1.9907</italic>. It is obvious that both of these matrices are Metzler and Hurwitz.</p>
<p>In order to see the system state and output responses in the system working point set mode, the control law is realized as<disp-formula id="equ25">
<mml:math id="m232">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">K</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">y</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>where <bold>
<italic>w</italic>
</bold> defines the desired system output. The matrix <bold>
<italic>M</italic>
</bold> <italic>&#x2208; I R</italic>
<sup>
<italic>2&#xd7;2</italic>
</sup> is the signal gain matrix, computed by using the static decoupling principle, being different for the nominal and faulty regime, where<disp-formula id="equ26">
<mml:math id="m233">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>151.7698</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>144.8794</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>123.2342</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>123.6073</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>233.4773</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>149.7073</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>447.5619</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>357.2267</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>
<bold>
<italic>M</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f</italic>
</sub> is determined using the mean value of the interval boundaries of the matrix <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f</italic>
</sub> and the same <bold>
<italic>B</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f</italic>
</sub> is used in the simulation.</p>
<p>Since <bold>
<italic>M</italic>
</bold>
<sub>
<italic>n</italic>
</sub> is signum indefinite, to guarantee positiveness of the system state variables and the system output variables, the initial system state vector is set as<disp-formula id="equ27">
<mml:math id="m234">
<mml:mi mathvariant="bold-italic">q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.6</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:math>
</disp-formula>
</p>
<p>To present different scenarios (the fault-free regime, the single second actuator fault), the fault-free operation happens until <italic>t &#x3d; 7</italic>s, the loss of the actuator gain starts at the time instant <italic>t &#x3d; 7</italic>s and is step-like and permanent, the fault detection time is <italic>&#x394;t &#x3d; 0.04</italic>s and, consequently, VA can be activated at the time instant <italic>t &#x3d; 7.04</italic>s. Because such a loss of gain causes the system instability, it is clear that the error detection and localization block must be responsive. In the simulation the band-limited white noise with noise power <italic>N</italic>
<sub>
<italic>p</italic>
</sub> <italic>&#x3d; 0.3</italic> is applied on the disturbance input of&#x20;<bold>
<italic>D</italic>
</bold>
<italic>.</italic>
</p>
<p>The simulation results are presented in <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure&#x20;1</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure&#x20;2</xref>. It can be seen that reconfiguration goal, consisting in a new control structure by activating VA and new set-point control for the control loop with VA, is such that the control aims are&#x20;met.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>The system state variables time response.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcteg-02-758543-g001.tif"/>
</fig>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>The system output variables time response.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcteg-02-758543-g002.tif"/>
</fig>
<p>Since the dynamics of state observers is projected in the dynamics of observer-based fault residual generators, an algorithm, the discrete version of which is given in <xref ref-type="bibr" rid="B26">Krokavec and Filasov&#xe1; (2012)</xref>, can be used for detection and localization of actuator faults. To process in the considered task the produced residual signal to an actuator fault detection, the bank of two set of thresholds is applied, where each of them uses one of the actuator fault residual signal model to actuate the decision logic for single actuator fault detection and localization. The result is activation of the VA and the gain matrix <bold>
<italic>M</italic>
</bold>
<sub>
<italic>f</italic>
</sub>, corresponding to the detected fault. Of course, like any fault detection and localization subsystem, this structure also has a finite positive response&#x20;time.</p>
<p>The main illustrative contribution of this example is the detailed explanation of the VA design steps, based on the system constraint interpretation and a single actuator fault interval limits incorporation in the LMI algorithm, including the implementation algorithm for strictly Metzler continuous-time linear systems.</p>
</sec>
<sec id="s5">
<title>6 Concluding Remarks</title>
<p>According to the control theory of positive linear continuous-time systems, in the paper is presented one design method which gives desired stability of the faulty system via activation of the linear VA after a single actuator fault occurrence and this method is theoretically substantiated. The main contribution is giving the sets of design conditions for stability of the system in the nominal mode and for stability of faulty system with VAs, guaranteeing positiveness of such solutions.</p>
<p>Outlining specific aspects of construction, the structural flexibility of this multi-constrained problem suggests to treat the FTC design separately, what has a strong practical point of view. Thus, one of the contributions of the presented approach is the separation of the VA synthesis scheme and the static output control design task, respecting the fundamentally different LMI algorithms and preserving the structure of Metzler matrices, when defining the properties of positive continuous-time linear systems.</p>
<p>The major concepts, in the nominal control parameter design and in the VA synthesis, are formulated using the sets of LMIs, to allow the system parameter representation when reflecting the diagonal stabilization principle, strictly limiting the synthesis tasks for positive continuous-time linear systems. The state-feedback principle in VA design guarantees almost-global asymptotic stability of the faulty system after VA activation. The proposed design approaches provide computationally checkable tools, based on representative analysis. The other results (e.g., <xref ref-type="bibr" rid="B40">Shen and Lam (2015)</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B6">Bhattacharyya and Patra (2018)</xref>) had their main limitation in the computability based on linear programming, guaranteeing non-negative parameters in design. The advantage of the proposed method is an equivalently reformulation of this task for strictly Metzler systems in a more explicit form that makes use of strictly&#x20;LMIs.</p>
<p>The application of the proposed approach requires that a fault detection and isolation subsystem is available. However, it becomes clear that the desired performances depend on the fault isolation time, but a suitable conjunction of the all dynamic components potentially allows good adaptation to the time limit of fault detection.</p>
<p>For future research, generalized algorithms will be studied to incorporate interactions of actuator fault interval representations into design conditions. Metzler-Takagi-Sugeno models will be studied to overcome the problem that the actuator gain loss can take no clear boundaries. It remains also as a future topic to extend the presented results to distributed system fault diagnosis and fault tolerant control. The currently known design techniques do not overcome the obstacles related with uncertain non-Metzler matrices and so suitable similarity transformations the will also be of subject of authors&#x2019; future interest to make proposed procedure applicable to a wider class of systems.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s6">
<title>Data Availability Statement</title>
<p>The original contributions presented in the study are included in the article/Supplementary Material, further inquiries can be directed to the corresponding author.</p>
</sec>
<sec id="s7">
<title>Author Contributions</title>
<p>AF elaborated the principles of the nominal closed-loop control law parameter synthesis and implemented their numerical validation, DK addressed the VA design and constraint principle assembling into set of LMIs in design for Metzler continuous-time linear MIMO systems.</p>
</sec>
<sec id="s8">
<title>Funding</title>
<p>The research covering the work field presented in this paper was founded by VEGA, the Grant Agency of the Ministry of Education and Academy of Science of Slovak Republic, under Grant No. 1/0483/21.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s9">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s10">
<title>Publisher&#x2019;s Note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors, and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<ack>
<p>This support is very gratefully acknowledged.</p>
</ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bellman</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1970</year>). <source>Introduction to Matrix Analysis</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>McGraw-Hill</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Berman</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hershkowitz</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1983</year>). <article-title>Matrix diagonal Stability and its Implications</article-title>. <source>SIAM. J.&#x20;Algebraic Discrete Methods</source> <volume>4</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>377</fpage>&#x2013;<lpage>382</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/0604038</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Berman</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Neumann</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stern</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1989</year>). <source>Nonnegative Matrices in Dynamic Systems</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>John Wiley &#x26; Sons</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Berman</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Plemmons</surname>
<given-names>R. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1979</year>). <source>Nonnegative Matrices in the Mathematical Sciences</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Academic Press</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bessa</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Puig</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Palhares</surname>
<given-names>R. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Passivation Blocks for Fault Tolerant Control of Nonlinear Systems</article-title>. <source>Automatica</source> <volume>125</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>8</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.automatica.2020.109450</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bhattacharyya</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Patra</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Static Output-Feedback Stabilization for MIMO LTI Positive Systems Using LMI-Based Iterative Algorithms</article-title>. <source>IEEE Control. Syst. Lett.</source> <volume>2</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>242</fpage>&#x2013;<lpage>247</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/lcsys.2018.2816969</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bolajraf</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rami</surname>
<given-names>M. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Helmke</surname>
<given-names>U.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Robust Positive Interval Observers for Uncertain Positive Systems</article-title>. <source>IFAC Proc.</source> <volume>44</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>14330</fpage>&#x2013;<lpage>14334</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3182/20110828-6-it-1002.03682</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Brewer</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1978</year>). <article-title>Kronecker Products and Matrix Calculus in System Theory</article-title>. <source>IEEE Trans. Circuits Syst.</source> <volume>25</volume> (<issue>9</issue>), <fpage>772</fpage>&#x2013;<lpage>781</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tcs.1978.1084534</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Cvetkovi&#x107;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Stabilizing the Metzler Matrices with Applications to Dynamical Systems</article-title>. <source>Calcolo</source> <volume>57</volume>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s10092-019-0350-3</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>De Leenheer</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Aeyels</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2001</year>). <article-title>Stabilization of Positive Linear Systems</article-title>. <source>Syst. Control. Lett.</source> <volume>44</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>259</fpage>&#x2013;<lpage>271</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0167-6911(01)00146-3</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ding</surname>
<given-names>S. X.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <source>Advanced Methods for Fault Diagnosis and Fault-Tolerant Control</source>. <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Do</surname>
<given-names>M. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Koenig</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Theilliol</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Robust Observer&#x2010;based Controller for Uncertain&#x2010;stochastic Linear Parameter&#x2010;varying (LPV) System under Actuator Degradation</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Robust Nonlinear Control.</source> <volume>31</volume> (<issue>2</issue>), <fpage>662</fpage>&#x2013;<lpage>693</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/rnc.5302</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Du</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cocquempot</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <source>Observer-Based Fault Diagnosis and Fault-Tolerant Control for Switched Systems</source> <publisher-loc>Singapore</publisher-loc>. <publisher-name>Springer Nature</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Farina</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rinaldi</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2000</year>). <source>Positive Linear Systems. Theory and Applications</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>John Wiley &#x26; Sons</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Filasov&#xe1;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Krokavec</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>H&#x221e; Control of Discrete-Time Linear Systems Constrained in State by equality Constraints</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Appl. Mathematics Computer Sci.</source> <volume>22</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>551</fpage>&#x2013;<lpage>560</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2478/v10006-012-0042-5</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gouz&#xe9;</surname>
<given-names>J.&#x20;L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Rapaport</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hadj-Sadok</surname>
<given-names>M. Z.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2000</year>). <article-title>Interval Observers for Uncertain Biological Systems</article-title>. <source>Ecol. Model.</source> <volume>133</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>45</fpage>&#x2013;<lpage>56</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0304-3800(00)00279-9</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gritli</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zemouche</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Belghith</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>On LMI Conditions to Design Robust Static Output Feedback Controller for Continuous-Time Linear Systems Subject to Norm-Bounded Uncertainties</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Syst. Sci.</source> <volume>52</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>12</fpage>&#x2013;<lpage>46</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00207721.2020.1818145</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Horn</surname>
<given-names>R. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Johnson</surname>
<given-names>C. R.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <source>Matrix Analysis</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Hu</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Xiao</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <source>Control Allocation for Spacecraft under Actuator Faults</source> <publisher-loc>Singapore</publisher-loc>. <publisher-name>Springer Nature</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Huang</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tan</surname>
<given-names>K. K.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Er</surname>
<given-names>P. V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lee</surname>
<given-names>T. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <source>Intelligent Fault Diagnosis and Accommodation Control</source>. <publisher-loc>Boca Raton</publisher-loc>: <publisher-name>CRC Press</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Krokavec</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Filasov&#xe1;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group>, (<year>2021a</year>). <article-title>A Metzler-Lipschitz Structure in Unknown-Input Observer Design</article-title>, In <conf-name>Proceedings of the 29th Mediterranean Conference on Control and Automation MED</conf-name> <volume>2021</volume>, <fpage>831</fpage>&#x2013;<lpage>836</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/med51440.2021.9480199</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Krokavec</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Filasov&#xe1;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group>, (<year>2020</year>). <article-title>Control Design for Linear Strictly Metzlerian Descriptor Systems</article-title>. In <conf-name>Proceedings of the 18th European Control Conference ECC 2020</conf-name>, <fpage>2092</fpage>&#x2013;<lpage>2097</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.23919/ecc51009.2020.9143605</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Krokavec</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Filasov&#xe1;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group>, (<year>2021b</year>). <article-title>Control of Discrete-Time State-Multiplicative Systems with Polytopic Region of Uncertainty</article-title>. In <conf-name>Proceedings of the 23th International Conference Process Control PC</conf-name> <volume>2021</volume>, <fpage>31</fpage>&#x2013;<lpage>36</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/pc52310.2021.9447505</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Krokavec</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Filasov&#xe1;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>H&#x221e; Norm Principle in Residual Filter Design for Discrete-Time Linear Positive Systems</article-title>. <source>Eur. J.&#x20;Control.</source> <volume>45</volume>, <fpage>17</fpage>&#x2013;<lpage>29</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ejcon.2018.10.001</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Krokavec</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Filasov&#xe1;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>LMI Based Principles in Strictly Metzlerian Systems Control Design</article-title>. <source>Math. Probl. Eng.</source> <volume>2018</volume>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>14</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1155/2018/9590253</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Krokavec</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Filasov&#xe1;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Novel Fault Detection Criteria Based on Linear Quadratic Control Performances</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Appl. Mathematics Computer Sci.</source> <volume>22</volume> (<issue>4</issue>), <fpage>929</fpage>&#x2013;<lpage>938</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.2478/v10006-012-0069-7</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Krokavec</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Filasov&#xe1;</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Serb&#xe1;k</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li&#x161;&#x10d;insk&#xfd;</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). &#x201c;<article-title>H $$_{\infty }$$ Approach to Virtual Actuators Design</article-title>,&#x201d; in <source>Advanced and Intelligent Computations in Diagnosis and Control</source>. Editor <person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>Kowalczuk</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
</person-group> <publisher-loc>Cham</publisher-loc>: <publisher-name>Springer Nature</publisher-name>, <fpage>209</fpage>&#x2013;<lpage>222</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-319-23180-8_15</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lan</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Patton</surname>
<given-names>R. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <source>Robust Integration of Model-Based Fault Estimation and Fault-Tolerant Control</source>. <publisher-loc>Cham</publisher-loc>: <publisher-name>Springer Natur</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mazenc</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bernard</surname>
<given-names>O.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Interval Observers for Linear Time-Invariant Systems with Disturbances</article-title>. <source>Automatica</source> <volume>47</volume> (<issue>1</issue>), <fpage>140</fpage>&#x2013;<lpage>147</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.automatica.2010.10.019</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Metzler</surname>
<given-names>W. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <source>On the Roots of Matrices</source>. <publisher-loc>Sydney</publisher-loc>: <publisher-name>Wentworth Press</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Moore</surname>
<given-names>R. E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kearfott</surname>
<given-names>R. B.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cloud</surname>
<given-names>M. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2009</year>). <source>Introduction to Interval Analysis</source>. <publisher-loc>Philadelphia</publisher-loc>: <publisher-name>Society for Industrial and Applied Mathematics</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nikaido</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1968</year>). <source>Convex Structures and Economic Theory</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Academic Press</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Peaucelle</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Henrion</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Labit</surname>
<given-names>Y.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Taitz</surname>
<given-names>K.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2002</year>). <source>User&#x2019;s Guide for SeDuMi Interface 1.04</source>
<publisher-loc>Toulouse</publisher-loc>. <publisher-name>LAAS-CNRS</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Prempain</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Postlethwaite</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2007</year>). &#x201c;<article-title>Output Feedback H<sub>&#x221e;</sub> Loop-Shaping Controller Synthesis</article-title>,&#x201d; in <source>Mathematical Methods for Robust and Nonlinear Control</source>. Editors <person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>Turner</surname>
<given-names>M. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bates</surname>
<given-names>D. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer-Verlag</publisher-name>), <fpage>175</fpage>&#x2013;<lpage>194</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ra&#xef;ssi</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Efimov</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Some Recent Results on the Design and Implementation of Interval Observers for Uncertain Systems</article-title>. <source>Automatisierungstechnik</source> <volume>66</volume> (<issue>3</issue>), <fpage>213</fpage>&#x2013;<lpage>224</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1515/auto-2017-0081</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Rauh</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dehnert</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Romig</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lerch</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tibken</surname>
<given-names>B.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Iterative Solution of Linear Matrix Inequalities for the Combined Control and Observer Design of Systems with Polytopic Parameter Uncertainty and Stochastic Noise</article-title>. <source>Algorithms</source> <volume>14</volume> (<issue>7205</issue>), <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>23</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/a14070205</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B37">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Richter</surname>
<given-names>J.&#x20;H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). <source>Reconfigurable Control of Nonlinear Dynamical Systems. A Fault-Hiding Approach</source>. <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer-Verlag</publisher-name>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-642-17628-9</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B38">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Scherer</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gahinet</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chilali</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1997</year>). <article-title>Multiobjective Output-Feedback Control via LMI Optimization</article-title>. <source>IEEE Trans. Automat. Contr.</source> <volume>42</volume> (<issue>7</issue>), <fpage>896</fpage>&#x2013;<lpage>911</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/9.599969</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B39">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <source>Analysis and Synthesis of Dynamic Systems with Positive Characteristics</source>(<publisher-loc>Singapore</publisher-loc>. <publisher-name>Springer Nature</publisher-name>). </citation>
</ref>
<ref id="B40">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shen</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lam</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>On Static Output-Feedback Stabilization for Multi-Input Multi-Output Positive Systems</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Robust. Nonlinear Control.</source> <volume>25</volume> (<issue>16</issue>), <fpage>3154</fpage>&#x2013;<lpage>3162</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/rnc.3256</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B41">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Smith</surname>
<given-names>H. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1995</year>). <source>Monotone Dynamical Systems. An Introduction to the Theory of Competitive and Cooperative Systems</source>. <publisher-loc>Providence</publisher-loc>: <publisher-name>American Mathematical Society</publisher-name>). <pub-id pub-id-type="doi">10.1090/surv/041</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B42">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Steffen</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2005</year>). <source>Control Reconfiguration of Dynamical Systems. Linear Approaches and Structural Tests</source>. <publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer-Verlag</publisher-name>. </citation>
</ref>
<ref id="B43">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tabatabaeipour</surname>
<given-names>S. M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Stoustrup</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bak</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Fault-tolerant Control of Discrete-Time LPV Systems Using Virtual Actuators and Sensors</article-title>. <source>Int. J.&#x20;Robust Nonlinear Control.</source> <volume>25</volume> (<issue>5</issue>), <fpage>707</fpage>&#x2013;<lpage>734</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/rnc.3194</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B44">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shi</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>ShenWu</surname>
<given-names>C. Z. G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wu</surname>
<given-names>Z.-G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>Static Output Feedback Control of Switched Nonlinear Systems with Actuator Faults</article-title>. <source>IEEE Trans. Fuzzy Syst.</source> <volume>28</volume> (<issue>8</issue>), <fpage>1600</fpage>&#x2013;<lpage>1609</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/tfuzz.2019.2917177</pub-id> </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>