<?xml version="1.0" encoding="UTF-8" standalone="no"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" article-type="research-article">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Robot. AI</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Robotics and AI</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Robot. AI</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-9144</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/frobt.2017.00030</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Robotics and AI</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Distributed Input and State Estimation Using Local Information in Heterogeneous Sensor Networks</article-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Tran</surname> <given-names>Dzung</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<uri xlink:href="http://frontiersin.org/people/u/375603"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name><surname>Yucelen</surname> <given-names>Tansel</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<xref ref-type="corresp" rid="cor1">&#x0002A;</xref>
<uri xlink:href="http://frontiersin.org/people/u/375558"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Sarsilmaz</surname> <given-names>Selahattin Burak</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1"><sup>1</sup></xref>
<uri xlink:href="http://frontiersin.org/people/u/385691"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name><surname>Jagannathan</surname> <given-names>Sarangapani</given-names></name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2"><sup>2</sup></xref>
<uri xlink:href="http://frontiersin.org/people/u/458022"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1"><sup>1</sup><institution>Laboratory for Autonomy, Control, Information, and Systems (LACIS), Department of Mechanical Engineering, University of South Florida</institution>, <addr-line>Tampa, FL</addr-line>, <country>United States</country></aff>
<aff id="aff2"><sup>2</sup><institution>Embedded Control Systems and Networking Laboratory (ECSNL), Department of Electrical and Computer Engineering, Missouri University of Science and Technology</institution>, <addr-line>Rolla, MO</addr-line>, <country>United States</country></aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by"><p>Edited by: M. Ani Hsieh, University of Pennsylvania, United States</p></fn>
<fn fn-type="edited-by"><p>Reviewed by: Omur Arslan, University of Pennsylvania, United States; Philip M. Dames, Temple University, United States</p></fn>
<corresp content-type="corresp" id="cor1">&#x0002A;Correspondence: Tansel Yucelen, <email>yucelen&#x00040;lacis.team</email></corresp>
<fn fn-type="other" id="fn001"><p>Specialty section: This article was submitted to Multi-Robot Systems, a section of the journal Frontiers in Robotics and AI</p></fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>27</day>
<month>07</month>
<year>2017</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2017</year>
</pub-date><volume>4</volume>
<elocation-id>30</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>19</day>
<month>12</month>
<year>2016</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>14</day>
<month>06</month>
<year>2017</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#x000A9; 2017 Tran, Yucelen, Sarsilmaz and Jagannathan.</copyright-statement>
<copyright-year>2017</copyright-year>
<copyright-holder>Tran, Yucelen, Sarsilmaz and Jagannathan</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) or licensor 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 terms.</p></license>
</permissions>
<abstract>
<p>A new distributed input and state estimation architecture is introduced and analyzed for heterogeneous sensor networks. Specifically, nodes of a given sensor network are allowed to have heterogeneous information roles in the sense that a subset of nodes can be active (that is, subject to observations of a process of interest) and the rest can be passive (that is, subject to no observation). Both fixed and varying active and passive roles of sensor nodes in the network are investigated. In addition, these nodes are allowed to have non-identical sensor modalities under the common underlying assumption that they have complimentary properties distributed over the sensor network to achieve collective observability. The key feature of our framework is that it utilizes local information not only during the execution of the proposed distributed input and state estimation architecture but also in its design in that global uniform ultimate boundedness of error dynamics is guaranteed once each node satisfies given local stability conditions independent from the graph topology and neighboring information of these nodes. As a special case (e.g., when all nodes are active and a positive real condition is satisfied), the asymptotic stability can be achieved with our algorithm. Several illustrative numerical examples are further provided to demonstrate the efficacy of the proposed architecture.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>heterogeneous sensor networks</kwd>
<kwd>active and passive node roles</kwd>
<kwd>distributed input and state estimation</kwd>
<kwd>stability analysis</kwd>
<kwd>numerical examples</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<fig-count count="23"/>
<table-count count="0"/>
<equation-count count="88"/>
<ref-count count="47"/>
<page-count count="19"/>
<word-count count="15318"/>
</counts>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="S1" sec-type="introduction">
<label>1</label> <title>Introduction</title>
<p>As technological advances have boosted the development of integrated microsystems that combine sensing, computing, and communication on a single platform, we are rapidly moving toward a future in which large numbers of integrated microsensors will have the capability to operate in both civilian and military environments. Such large-scale sensor networks will support applications with dramatically increasing levels of complexity, including situational awareness, environment monitoring, scientific data gathering, collaborative information processing, and search and rescue; to name but a few examples. One of the important areas of research in sensor networks is the development of distributed estimation algorithms for dynamic information fusion. Because these algorithms are reliable to possible loss of a subset of nodes and communication links and they are flexible in the sense that nodes can be added and removed by making only local changes to the sensor network.</p>
<p>There are two common ways to do distributed dynamic information fusion. Specifically, one classical way include decentralized data fusion, for example, see Makarenko and Durrant-Whyte (<xref ref-type="bibr" rid="B22">2004</xref>), Cunningham et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B11">2013</xref>), and Hollinger et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B15">2015</xref>), where these methods have been shown to work well in practice for many applications without formal stability guarantees. Unlike these methods, system-theoretic dynamic information fusion involve equations of motion to describe time behavior of the information fusion process and they also offer stability guarantees (e.g., Olfati-Saber (<xref ref-type="bibr" rid="B27">2005</xref>), Olfati-Saber and Shamma (<xref ref-type="bibr" rid="B29">2005</xref>), and Spanos et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B34">2005</xref>)). The contribution of this paper builds on system-theoretic dynamic information fusion approaches.</p>
<p>Although distributed estimation algorithms have had strong appeal owing to their reliability and flexibility as outlined above, a critical roadblock to achieve correct dynamic information fusion with these algorithms is heterogeneity. Heterogeneity in sensor networks is unavoidable in real-world applications. To elucidate this fact, consider a target estimation problem as a motivating example. Specifically, nodes of a given sensor network can have heterogeneous information roles in the target estimation problem such that a subset of nodes can be subject to observations of this target (active nodes) and the rest can be subject to no observation (passive nodes). Thus, only active nodes have to be taken into account during the dynamic information fusion process. In addition, note that nodes of a sensor network can also have non-identical sensor modalities; for example, a subset of nodes can sense the target position and others can sense the target velocity. This case also needs to be considered in the dynamic information fusion process.</p>
<p>Dealing with these classes of heterogeneity in sensor networks to achieve correct and reliable dynamic information fusion is a challenging task using distributed estimation algorithms. Toward this end, notable contributions in the literature include Olfati-Saber (<xref ref-type="bibr" rid="B27">2005</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B28">2007</xref>), Olfati-Saber and Shamma (<xref ref-type="bibr" rid="B29">2005</xref>), Spanos et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B34">2005</xref>), Freeman et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B13">2006</xref>), Demetriou (<xref ref-type="bibr" rid="B12">2009</xref>), Bai et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B2">2010</xref>), Taylor et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B35">2011</xref>), Ustebay et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B38">2011</xref>), Chen et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B8">2012</xref>), Mill&#x000E1;n et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B24">2013</xref>), Mu et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B26">2014</xref>), Yucelen (<xref ref-type="bibr" rid="B41">2014</xref>), Yucelen and Peterson (<xref ref-type="bibr" rid="B45">2014</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B46">2016</xref>), Casbeer et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B7">2015</xref>), Peterson and Yucelen (<xref ref-type="bibr" rid="B30">2015</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B31">2016</xref>), and Peterson et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B32">2015</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B33">2016</xref>). Specifically, the authors of Olfati-Saber (<xref ref-type="bibr" rid="B27">2005</xref>), Olfati-Saber and Shamma (<xref ref-type="bibr" rid="B29">2005</xref>), Spanos et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B34">2005</xref>), Freeman et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B13">2006</xref>), Demetriou (<xref ref-type="bibr" rid="B12">2009</xref>), Bai et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B2">2010</xref>), Taylor et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B35">2011</xref>), and Chen et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B8">2012</xref>) propose dynamic consensus algorithms that are suitable for sensor networks with all nodes being active. However, as discussed above, a subset of nodes in a sensor network can be passive in that they may not be able to sense a process of interest and collect information. While the authors of Ustebay et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B38">2011</xref>), Mu et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B26">2014</xref>), and Casbeer et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B7">2015</xref>) present methods that cover specific applications when a subset of nodes are passive (and the remaining nodes are active), their results are in the context of static consensus and, hence, they are not suitable in their presented form for dynamic data-driven applications.</p>
<p>To address this challenge, the authors of Yucelen (<xref ref-type="bibr" rid="B41">2014</xref>), Yucelen and Peterson (<xref ref-type="bibr" rid="B45">2014</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B46">2016</xref>), Peterson and Yucelen (<xref ref-type="bibr" rid="B30">2015</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B31">2016</xref>), and Peterson et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B32">2015</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B33">2016</xref>) introduce the concept of sensor networks with active and passive nodes in the context of dynamic consensus. However, nodes of the considered class of sensor networks are implicitly assumed to have identical sensor modalities since each node is modeled using single integrator dynamics. Finally, the authors of Olfati-Saber (<xref ref-type="bibr" rid="B28">2007</xref>) and Mill&#x000E1;n et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B24">2013</xref>) consider dynamic information fusion for sensor networks having non-identical sensor modalities, where the former contribution requires each node to be active via sensing some states of a process of interest. While this is implicitly not assumed in the latter contribution, global information is required during the distributed algorithm design in terms of guaranteeing global asymptotic stability (although the proposed algorithm can be executed by solely relying on local information exchange between neighboring nodes).</p>
<p>The contribution of this paper is to introduce and analyze a new distributed input and state estimation architecture for heterogeneous sensor networks. Specifically, nodes of a given sensor network are allowed to have heterogeneous information roles in the sense that a subset of nodes can be active (that is, subject to observations of a process of interest) and the rest can be passive (that is, subject to no observation). Both fixed and varying active and passive roles of sensor nodes in the network are investigated. In addition, these nodes are allowed to have non-identical sensor modalities under the common underlying assumption that they have complimentary properties distributed over the sensor network to achieve collective observability (see, for example, Olfati-Saber (<xref ref-type="bibr" rid="B28">2007</xref>), Mill&#x000E1;n et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B24">2013</xref>), and references therein). The key feature of our framework is that it utilizes local information not only during the execution of the proposed distributed input and state estimation architecture but also in its design unlike the results in Mill&#x000E1;n et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B24">2013</xref>); that is, global uniform ultimate boundedness of error dynamics is guaranteed once each node satisfies given local stability conditions independent from the graph topology and neighboring information of these nodes. Several illustrative numerical examples are further provided to demonstrate the efficacy of the proposed architecture. Note that the material in this paper was partially presented in Tran et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B36">2017</xref>).</p>
</sec>
<sec id="S2">
<label>2</label> <title>Notation and Mathematical Preliminaries</title>
<p>The notation used in this paper is fairly standard. Specifically, &#x0211D; denotes the set of real numbers, <inline-formula><mml:math id="M1"><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 set of <italic>n</italic>&#x02009;&#x000D7;&#x02009;1 real column vectors, <inline-formula><mml:math id="M2"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> denotes the set of <italic>n</italic>&#x02009;&#x000D7;&#x02009;<italic>m</italic> real matrices, <inline-formula><mml:math id="M3"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M4"><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtext>resp.,</mml:mtext><mml:mspace width="0.5em" class="nbsp"/><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/></mml:math></inline-formula> denotes the set of <italic>n</italic>&#x02009;&#x000D7;&#x02009;<italic>n</italic> positive-definite (resp., positive-semidefinite) real matrices, <bold>0</bold><italic><sub>n</sub></italic> denotes the <italic>n</italic>&#x02009;&#x000D7;&#x02009;1 vector of all zeros, <bold>1</bold><italic><sub>n</sub></italic> denotes the <italic>n</italic>&#x02009;&#x000D7;&#x02009;1 vector of all ones, and I<italic><sub>n</sub></italic> denotes the <italic>n</italic>&#x02009;&#x000D7;&#x02009;<italic>n</italic> identity matrix. In addition, we write (&#x022C5;)<sup>T</sup> for transpose, <inline-formula><mml:math id="M5"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x022C5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02020;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> for generalized inverse, &#x003BB;<sub>min</sub>(<italic>A</italic>) and &#x003BB;<sub>max</sub>(<italic>A</italic>) for the minimum and maximum eigenvalue of the Hermitian matrix A, respectively, &#x003BB;<italic><sub>i</sub></italic>(<italic>A</italic>) for the <italic>i</italic>-th eigenvalue of A, where A is Hermitian and the eigenvalues are ordered from least to greatest value, diag(<italic>a</italic>) for the diagonal matrix with the vector <italic>a</italic> on its diagonal, [<italic>x</italic>]<italic><sub>i</sub></italic> for the entry of the vector <italic>x</italic> on the <italic>i</italic>-th row, and [<italic>A</italic>]<italic><sub>ij</sub></italic> for the entry of the matrix A on the <italic>i</italic>-th row and <italic>j</italic>-th column. Note that, throughout the paper, we use <italic>A</italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 (resp., <italic>A</italic>&#x02009;&#x02265;&#x02009;0) to indicate <inline-formula><mml:math id="M6"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M7"><mml:mfenced separators="" open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mtext>resp.,</mml:mtext><mml:mspace width="0.5em" class="nbsp"/><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>We now recall some basic notions from graph theory and refer to textbooks Mesbahi and Egerstedt (<xref ref-type="bibr" rid="B23">2010</xref>) and Godsil et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B14">2001</xref>) for details. Specifically, graphs are broadly adopted in the sensor networks literature to encode interactions between nodes. An undirected graph &#x1D4A2; is defined by a set <inline-formula><mml:math id="M8"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">&#x0007B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of nodes and a set <inline-formula><mml:math id="M9"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02282;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">V</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> of edges. If <inline-formula><mml:math id="M10"><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, then the nodes <italic>i</italic> and <italic>j</italic> are neighbors and the neighboring relation is indicated with <italic>i</italic>&#x02009;&#x0223C;&#x02009;<italic>j</italic>. The degree of a node is given by the number of its neighbors. Letting <italic>d<sub>i</sub></italic> be the degree of node <italic>i</italic>, then the degree matrix of a graph &#x1D4A2;, <inline-formula><mml:math id="M11"><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, is given by
<disp-formula id="E1"><label>(1)</label><mml:math id="M12"><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;diag&#x02009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:mi>d</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>A path <italic>i</italic><sub>0</sub><italic>i</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x02026;&#x02009;<italic>i<sub>L</sub></italic> is a finite sequence of nodes such that <italic>i<sub>k</sub></italic><sub>&#x02212;1</sub> &#x0223C; <italic>i<sub>k</sub></italic>, <italic>k</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>L</italic>, and a graph &#x1D4A2; is connected if there is a path between any pair of distinct nodes. The adjacency matrix of a graph &#x1D4A2;, <inline-formula><mml:math id="M13"><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, is given by
<disp-formula id="E2"><label>(2)</label><mml:math id="M14"><mml:msub><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ij</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="{" close=""><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="left"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="left"><mml:mtext>if</mml:mtext><mml:mspace width="1em" class="nbsp"/><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">E</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="left"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="left"><mml:mtext>otherwise</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></disp-formula></p>
<p>The Laplacian matrix of a graph, <inline-formula><mml:math id="M15"><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mover accent="false" class="mml-overline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mo accent="true">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, playing a central role in many graph-theoretic treatments of sensor networks, is given by
<disp-formula id="E3"><label>(3)</label><mml:math id="M16"><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mi mathvariant="script">D</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="script">A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The spectrum of the Laplacian of an undirected and connected graph can be ordered as
<disp-formula id="E4"><label>(4)</label><mml:math id="M17"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
with <bold>1</bold><italic><sub>N</sub></italic> as the eigenvector corresponding to the zero eigenvalue <inline-formula><mml:math id="M18"><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M19"><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">0</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M20"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>e</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. Throughout this paper, we assume that the graph &#x1D4A2; of a given sensor network is undirected and connected.</p>
<p>To develop the main results of this paper, the following lemmas are necessary.</p>
<p><bold>Lemma 1</bold> (Proposition 8.1.2, Bernstein (<xref ref-type="bibr" rid="B3">2009</xref>)). Let <inline-formula><mml:math id="M21"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M22"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. If <italic>A</italic>&#x02009;&#x02265;&#x02009;0 and <italic>B</italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0, then <italic>A</italic>&#x02009;&#x0002B;&#x02009;<italic>B</italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0.</p>
<p><bold>Lemma 2</bold> (Proposition 8.2.4, Bernstein (<xref ref-type="bibr" rid="B3">2009</xref>)). Let <inline-formula><mml:math id="M23"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M24"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M25"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, and
<disp-formula id="E5"><mml:math id="M26"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mi>C</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then, the following statements are equivalent:
<list list-type="simple">
<list-item><label>(i)</label> <p><italic>X</italic>&#x02009;&#x02265;&#x02009;0.</p></list-item>
<list-item><label>(ii)</label> <p><inline-formula><mml:math id="M27"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02020;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02020;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item><label>(iii)</label> <p><inline-formula><mml:math id="M28"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02020;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>C</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02020;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
</list></p>
<p>Finally, <bold>Co</bold>&#x003A9; is defined as a polytope or a bounded polyheron, which is the intersection of a finite number of halfspace and hyperplanes (Boyd and Vandenberghe, <xref ref-type="bibr" rid="B5">2004</xref>). For the following lemma, let <inline-formula><mml:math id="M29"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M30"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M31"><mml:mstyle><mml:mi mathvariant="bold">Co</mml:mi></mml:mstyle><mml:mi>&#x003A9;</mml:mi><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mstyle><mml:mi mathvariant="bold">Co</mml:mi></mml:mstyle><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">&#x0007B;</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <italic>A</italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x02208;&#x02009;<bold>Co</bold>{<italic>A</italic><sub>1</sub>,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>A<sub>L</sub></italic>} where <bold>Co</bold> denotes the convex hull and <inline-formula><mml:math id="M32"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> are the vertices of the polytope.</p>
<p><bold>Lemma 3</bold> (Boyd et al., <xref ref-type="bibr" rid="B6">1994</xref>). If <italic>P</italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0, <inline-formula><mml:math id="M33"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> holds, then <italic>A</italic><sup>T</sup>(<italic>t</italic>) <italic>P</italic>&#x02009;&#x0002B;&#x02009;<italic>PA</italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x02264;&#x02009;0 holds.</p>
<p>By letting <italic>P</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>I<sub>n</sub></italic>, it follows from Lemma 3 that <italic>A</italic><sup>T</sup>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x0002B;&#x02009;<italic>A</italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x02264;&#x02009;0 holds, when <inline-formula><mml:math id="M34"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> holds. If, in addition, <italic>A</italic>(<italic>t</italic>) is symmetric, then it further follows that <italic>A</italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x02264;&#x02009;0 holds, if <italic>A<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x02264;&#x02009;0.</p>
</sec>
<sec id="S3">
<label>3</label> <title>Distributed Input and State Estimation for Active-Passive Sensor Networks with Fixed Node Roles</title>
<p>In this section, we introduce and analyze a distributed input and state estimation architecture for heterogeneous sensor networks, where the active and passive role of each node is fixed. For this purpose, consider a process of interest with the (open-loop or closed-loop) dynamics given by
<disp-formula id="E6"><label>(5)</label><mml:math id="M35"><mml:mover accent='true'><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ax</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Bw</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><mml:math id="M36"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 an unmeasurable process state vector, <inline-formula><mml:math id="M37"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> denotes an unknown bounded input (e.g., command) to this process with a bounded time rate of change, <inline-formula><mml:math id="M38"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> denotes the Hurwitz system matrix necessary for internal process stability, and <inline-formula><mml:math id="M39"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> denotes the system input matrix.</p>
<p>Next, consider a sensor network with <italic>N</italic> nodes exchanging information among each other using their local measurements according to an undirected and connected graph &#x1D4A2;. In the sense of Yucelen (<xref ref-type="bibr" rid="B41">2014</xref>), Yucelen and Peterson (<xref ref-type="bibr" rid="B45">2014</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B46">2016</xref>), Peterson and Yucelen (<xref ref-type="bibr" rid="B30">2015</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B31">2016</xref>), and Peterson et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B32">2015</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B33">2016</xref>), if a node <italic>i</italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>, is subject to observations of the process equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E5">5</xref>) given by
<disp-formula id="E7"><label>(6)</label><mml:math id="M40"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><mml:math id="M41"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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> and <inline-formula><mml:math id="M42"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> denote the measurable process output and the system output matrix for node <italic>i</italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>, respectively, then we say that it is an active node. Similarly, if a node <italic>i</italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>, has no observations, then we say that it is a passive node. Notice that the above formulation allows for non-identical sensor modalities since <italic>C<sub>i</sub></italic> of active nodes can be different. Here, as standard in the literature, we assume that each active node has complimentary properties distributed over the sensor network to guarantee collective observability (see, for example, Olfati-Saber (<xref ref-type="bibr" rid="B28">2007</xref>), Mill&#x000E1;n et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B24">2013</xref>), and references therein), although the pairs (<italic>A</italic>, <italic>C<sub>i</sub></italic>), <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>, may not be locally observable. In mathematical sense, collective observability condition means that the pair (A, C) is observable, where <inline-formula><mml:math id="M43"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> (e.g., see Mill&#x000E1;n et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B24">2013</xref>)).</p>
<p>Here, we are interested in the problem of distributively estimating the unmeasurable state <italic>x</italic>(<italic>t</italic>) and the unknown input <italic>w</italic>(<italic>t</italic>) of the process given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E5">5</xref>) using a sensor network, where active nodes are subject to the observations given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E6">6</xref>). For this purpose, the rest of this section is divided into two parts, where we first introduce the proposed distributed estimation architecture and then analyze its stability in detail using tools and methods from system theory.</p>
<sec id="S3-1">
<label>3.1</label> <title>Proposed Distributed Estimation Architecture</title>
<p>For node <italic>i</italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>, consider the distributed estimation algorithm given by
<disp-formula id="E8"><label>(7)</label><mml:math id="M44"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0223C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="0.5em"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E9"><label>(8)</label><mml:math id="M45"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>&#x0005E;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy='false'>(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy='false'>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0223C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="0.5em" class="thinspace"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><mml:math id="M46"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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> is a local state estimate of <italic>x</italic>(<italic>t</italic>) for node <italic>i</italic>, <inline-formula><mml:math id="M47"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is a local input estimate of <italic>w</italic>(<italic>t</italic>) for node <italic>i</italic>, <inline-formula><mml:math id="M48"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M49"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M50"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are design matrices of node <italic>i</italic>, and &#x003B1;, &#x003B3;, and <inline-formula><mml:math id="M51"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math></inline-formula> are positive design coefficients for node <italic>i</italic>. Here, <italic>g<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1 for active nodes and otherwise <italic>g<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0. In addition, <italic>P<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 is the consensus gain satisfying the linear matrix inequality given by
<disp-formula id="E10"><label>(9)</label><mml:math id="M52"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where
<disp-formula id="E11"><label>(10)</label><mml:math id="M53"><mml:msub><mml:mrow><mml:mspace width="1em" class="thinspace"/><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><bold>Remark 1.</bold> The local condition given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) for node <italic>i</italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>, plays a central role in the stability analysis presented in the next section. Specifically, if the proposed input and state estimation architecture given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>) satisfies the local condition given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) for each node, then the global uniform ultimate boundedness of error dynamics is guaranteed for the overall sensor network. In addition, note that the local condition given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) is well-posed. To see this, for example, let <italic>P<sub>i</sub></italic> satisfy the linear matrix inequality given by <inline-formula><mml:math id="M54"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>. Then, it can be readily shown that there can exist a sufficiently large <italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub></italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>, such that equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) holds. As a special case, if all nodes are active and a well-known positive real condition <inline-formula><mml:math id="M55"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> holds (see, for example, Corless and Tu (<xref ref-type="bibr" rid="B10">1998</xref>), Akhenak et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B1">2004</xref>), Chen and Chowdhury (<xref ref-type="bibr" rid="B9">2007</xref>), Bowong and Tewa (<xref ref-type="bibr" rid="B4">2008</xref>), Mohamed et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B25">2012</xref>), and references therein), then it can be easily seen that equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) holds even for small values of <italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub></italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>. From this standpoint, it should be also mentioned that equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) relaxes this condition <inline-formula><mml:math id="M56"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> similar in spirit to how the authors of Kim (<xref ref-type="bibr" rid="B19">2011</xref>), Kim et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B20">2011</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B21">2015</xref>), Yucelen (<xref ref-type="bibr" rid="B40">2011</xref>), Yucelen et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B43">2011</xref>), and Yucelen et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B44">2015</xref>) relax similar conditions. Finally, once again, for the special case when all nodes are active, if <inline-formula><mml:math id="M57"><mml:mi mathvariant="script">H</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mtext>I</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is passive, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>, then equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) is feasible and vice versa (Boyd et al., <xref ref-type="bibr" rid="B6">1994</xref>).</p>
</sec>
<sec id="S3-2">
<label>3.2</label> <title>Stability Analysis</title>
<p>Let <inline-formula><mml:math id="M58"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M59"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Then, based on equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>),
<disp-formula id="E12"><label>(11)</label><mml:math id="M60"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Ax</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">Bw</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="2em"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="3.5em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0223C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="2em"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.7em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0223C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="2em"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.7em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0223C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E13"><label>(12)</label><mml:math id="M61"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0223C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="3.5em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Now, considering the aggregated vectors given by
<disp-formula id="E14"><label>(13)</label><mml:math id="M62"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mspace width="0.1em" class="thinspace"/><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mspace width="0.1em" class="thinspace"/><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Nn</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E15"><label>(14)</label><mml:math id="M63"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Np</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
we can write the error dynamics as
<disp-formula id="E16"><label>(15)</label><mml:math id="M64"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">NN</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E17"><label>(16)</label><mml:math id="M65"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>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:mtext>&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.5em"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</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:mtext>&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</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:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>11</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">NN</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>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:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.5em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>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:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><mml:math id="M66"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">ij</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the entry in the <italic>i</italic>-th row and <italic>j</italic>-th column of the Laplacian matrix.</p>
<p>The error dynamics now can be written a compact form as
<disp-formula id="E18"><label>(17)</label><mml:math id="M67"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E19"><label>(18)</label><mml:math id="M68"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="2.5em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where
<disp-formula id="E20"><label>(19)</label><mml:math id="M69"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>diag</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E21"><label>(20)</label><mml:math id="M70"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>diag</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E22"><label>(21)</label><mml:math id="M71"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>diag</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E23"><label>(22)</label><mml:math id="M72"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mi>F</mml:mi><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E24"><label>(23)</label><mml:math id="M73"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>diag</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
with <inline-formula><mml:math id="M74"><mml:mi mathvariant="script">L</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="script">G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> being the Laplacian matrix. Note that <italic>P</italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 readily follows from <italic>P<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0.</p>
<p><bold>Theorem 1.</bold> Consider the process given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E5">5</xref>) and the distributed input and state estimation architecture given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>). Assume equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) holds and nodes exchange information using local measurements subject to an undirected and connected graph &#x1D4A2;. Then, the error dynamics given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E17">17</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E18">18</xref>) are uniformly ultimately bounded.</p>
<p><italic>Proof</italic>. Consider the Lyapunov function candidate given by
<disp-formula id="E25"><label>(24)</label><mml:math id="M75"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Note that <italic>V</italic> (0, 0)&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0 and <inline-formula><mml:math id="M76"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math id="M77"><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02260;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Taking time-derivative of <inline-formula><mml:math id="M78"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> along the trajectories of equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E17">17</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E18">18</xref>) yields
<disp-formula id="E26"><label>(25)</label><mml:math id="M79"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x022C5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="2.5em"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2&#x003B3;</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.5em"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.5em"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Np</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2em"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.5em"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.5em"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2&#x003B3;</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.5em"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Np</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2em"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02003;&#x02003;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.5em"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2.5em"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mn>2</mml:mn><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mspace width="0.3em" class="thinspace"/><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Np</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2em"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2em"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Rz</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where
<disp-formula id="E27"><label>(26)</label><mml:math id="M80"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E28"><label>(27)</label><mml:math id="M81"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E29"><label>(28)</label><mml:math id="M82"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E30"><label>(29)</label><mml:math id="M83"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E31"><label>(30)</label><mml:math id="M84"><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Np</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Note that (<italic>F</italic>&#x02009;&#x02297;&#x02009;I<italic><sub>n</sub></italic>)&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 and (<italic>F</italic>&#x02009;&#x02297;&#x02009;I<italic><sub>p</sub></italic>)&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 readily follow from <italic>F</italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 and, hence, <italic>R<sub>B</sub></italic>&#x02009;&#x0003C;&#x02009;0.</p>
<p>Next, since the linear matrix inequality given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) holds, it follows that
<disp-formula id="E32"><label>(31)</label><mml:math id="M85"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E33"><label>(32)</label><mml:math id="M86"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02020;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E34"><label>(33)</label><mml:math id="M87"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02020;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
by applying Lemma 2 to (9). Note that
<disp-formula id="E35"><label>(34)</label><mml:math id="M88"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></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 class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
as a consequence of equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E31">31</xref>), where <inline-formula><mml:math id="M89"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> for <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>. Furthermore, it follows from equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E32">32</xref>) that
<disp-formula id="E36"><label>(35)</label><mml:math id="M90"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mi mathvariant="script">N</mml:mi><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02020;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="2em"/></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" class="align-label"></mml:mtd><mml:mtd class="align-label"><mml:mspace width="2em"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right" class="align-odd"></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="2em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</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 class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
holds. Finally, equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E33">33</xref>) leads to
<disp-formula id="E37"><label>(36)</label><mml:math id="M91"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Nn</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02020;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mspace width="2em"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022F1;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-op">&#x022EE;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x022EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>Q</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 class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Now, by Lemma 2, <italic>R<sub>A</sub></italic>&#x02009;&#x02264;&#x02009;0 as a direct consequence of equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E34">34</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="E35">35</xref>), and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E36">36</xref>). Thus, by Lemma 1, <italic>R</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>R<sub>A</sub></italic>&#x02009;&#x0002B;&#x02009;<italic>R<sub>B</sub></italic>&#x02009;&#x0003C;&#x02009;0.</p>
<p>Note that since <italic>A</italic> is Hurwitz, and <inline-formula><mml:math id="M92"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, we have <inline-formula><mml:math id="M93"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, where&#x02009;<inline-formula><mml:math id="M94"><mml:mover accent='true'><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M95"><mml:mover accent='true'><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> are upper bounds of the input and the state, respectively. With this and <inline-formula><mml:math id="M96"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, where&#x02009;<inline-formula><mml:math id="M97"><mml:mover accent='true'><mml:mover accent='true'><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> is the upper bound of the time rate of change of input, we have <inline-formula><mml:math id="M98"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> with
<disp-formula id="E38"><label>(37)</label><mml:math id="M99"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Np</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mspace width="2em"/></mml:mtd><mml:mtd columnalign="right" class="align-label"></mml:mtd><mml:mtd class="align-label"><mml:mspace width="2em"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right" class="align-odd"></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Np</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Now, one can write
<disp-formula id="E39"><label>(38)</label><mml:math id="M100"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x022C5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Rz</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mspace width="2em"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="2em"/></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="2em"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
with &#x003BB;<sub>max</sub>(<italic>R</italic>)&#x02009;&#x0003C;&#x02009;0 and <italic>&#x003B8;</italic>&#x02009;&#x02208;&#x02009;(0, 1). Letting <inline-formula><mml:math id="M101"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M102"><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003A9;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">&#x0007B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">:</mml:mo><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, it follows that <inline-formula><mml:math id="M103"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x022C5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> outside the compact set &#x003A9;<sub>1</sub> and, hence, the error dynamics given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E17">17</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E18">18</xref>) are uniformly ultimately bounded by Theorem 4.18 of Khalil (<xref ref-type="bibr" rid="B17">2002</xref>). &#x025A0;</p>
<p>The following corollary to the above theorem is now immediate.</p>
<p><bold>Corollary 1.</bold> Consider the process given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E5">5</xref>) and the distributed input and state estimation architecture given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>). Assume that equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) holds and nodes exchange information using local measurements subject to an undirected and connected graph &#x1D4A2;. Then, for all <inline-formula><mml:math id="M104"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, there exists <italic>T</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>T</italic>(<italic>z</italic>(0), <italic>&#x003BC;</italic><sub>1</sub>)&#x02009;&#x02265;&#x02009;0 such that
<disp-formula id="E40"><label>(39)</label><mml:math id="M105"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BE;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>min</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mtext>max</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">&#x0007B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02215;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-close">&#x0007D;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02200;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E41"><label>(40)</label><mml:math id="M106"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BE;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02200;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where
<disp-formula id="E42"><label>(41)</label><mml:math id="M107"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mi>P</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Np</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
and
<disp-formula id="E43"><label>(42)</label><mml:math id="M108"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>min</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E44"><label>(43)</label><mml:math id="M109"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003B6;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>Proof</italic>. Note that
<disp-formula id="E45"><label>(44)</label><mml:math id="M110"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x022C5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02003;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mi>P</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Np</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>&#x02003;</mml:mtext><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02009;&#x02003;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Let <inline-formula><mml:math id="M111"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>min</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M112"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M113"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. From equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E44">44</xref>), we have
<disp-formula id="E46"><label>(45)</label><mml:math id="M114"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x022C5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>In addition, <inline-formula><mml:math id="M115"><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x022C5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> for all <inline-formula><mml:math id="M116"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>. By Theorem 4.5 of Khalil (<xref ref-type="bibr" rid="B18">2014</xref>), since the domain <inline-formula><mml:math id="M117"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</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:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, for every initial state <italic>z</italic>(0), the bound of the overall system is
<disp-formula id="E47"><label>(46)</label><mml:math id="M118"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">&#x0007B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02215;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BE;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02200;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Using the fact that <inline-formula><mml:math id="M119"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M120"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E39">39</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E40">40</xref>) follow immediately.</p>
<p>In the proof of Theorem 1, we show that <italic>V</italic> (&#x022C5;) cannot grow outside the compact set &#x003A9;<sub>1</sub>, thus equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E42">42</xref>) follows from <inline-formula><mml:math id="M121"><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>min</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mn>&#x0007C;&#x0007C;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. Identically, equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E43">43</xref>) follows from <inline-formula><mml:math id="M122"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>. The proof is now complete. &#x025A0;</p>
<p><bold>Remark 2.</bold> While this paper shows the uniform ultimate boundedness of the error dynamics, the provided results equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E42">42</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E43">43</xref>) can be used to tune the design parameters to achieve acceptable performance criteria. The uniform ultimate boundedness can be considered as a result of the considered complex problem that we address here, which we can recap the main points as:
<list list-type="simple">
<list-item><label>(i)</label> <p>The proposed algorithm only utilizes local information for designing agent-wise dynamics to achieve the stability, unlike existing results in Mill&#x000E1;n et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B24">2013</xref>).</p></list-item>
<list-item><label>(ii)</label> <p>With regard to the considered problem in this paper, for the first time, we allow a subset of nodes to be passive (that is, subject to no observation).</p></list-item>
<list-item><label>(iii)</label> <p>The sensing capability of active nodes can be different among sensors.</p></list-item>
<list-item><label>(iv)</label> <p>Not only the states of the process are unknown but also the inputs are unknown.</p></list-item>
<list-item><label>(v)</label> <p>We do not assume a common positive real condition, e.g., <inline-formula><mml:math id="M123"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, which in practice may not be easy to satisfy.</p></list-item>
<list-item><label>(vi)</label> <p>The inputs are not constant.</p></list-item>
</list></p>
<p>If we relax some of these conditions, the asymptotic stability can be obtained with a version of the proposed algorithm (see Appendix A in Data Sheet in Supplementary Material).</p>
<p>To summarize, the nature of the distributed estimation problem subjected to (i)&#x02013;(vi) is challenging. In order to solve this problem using only local information and without the positive real condition, the condition equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) is required by the nature of the problem. In addition, we need the assumption that <italic>A</italic> is Hurwitz to make equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) feasible especially for passive nodes. Furthermore, when the input <italic>w</italic>(<italic>t</italic>) is time-varying, adding leakage terms is unavoidable to prove the stability (e.g., see Ioannou and Sun (<xref ref-type="bibr" rid="B16">2012</xref>)).</p>
<p><bold>Remark 3.</bold> Since the ultimate bounds given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E42">42</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E43">43</xref>) depend on the design parameters of the proposed distributed input and state estimation architecture, they can be used as design metrics such that the design parameters can be judiciously selected to make equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E42">42</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E43">43</xref>) small. However, unlike the stability of our framework that is guaranteed once each node satisfies the local condition given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>), such a performance characterization requires global information. However, one can further analyze the effect of each specific design parameter to these ultimate bounds and make conclusions without possibly requiring global information, which will be considered as a future research direction.</p>
<p>The following remarks discuss how to choose our design parameters while Appendix C in Data Sheet in Supplementary Material summarizes their effect for interested readers.</p>
<p><bold>Remark 4.</bold> Note that the terms &#x0201C;<inline-formula><mml:math id="M124"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>&#x0201D; and &#x0201C;<inline-formula><mml:math id="M125"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>&#x0201D; appearing, respectively, in equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>) are often referred as leakage terms. If the gains &#x0201C;<inline-formula><mml:math id="M126"><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>&#x0201D; and &#x0201C;<italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub>K<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0002B;&#x02009;&#x003B3;I<italic><sub>p</sub></italic>&#x0201D;, respectively, multiplying these terms are not small, then they may result in poor overall system performance (see, for example, Volyanskyy et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B39">2009</xref>), Yucelen and Haddad (<xref ref-type="bibr" rid="B42">2013</xref>), and references therein) and, hence, it is of common practice to choose these multiplier gains &#x003B3; and <italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub></italic> to be small. However, as noted in Remark 1, <italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub></italic> may not be chosen as small unless all nodes are active and the condition <inline-formula><mml:math id="M127"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> holds. Therefore, we cast equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) as an optimization problem given by
<disp-formula id="E48"><label>(47)</label><mml:math id="M128"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mtext>minimize&#x02009;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E49"><label>(48)</label><mml:math id="M129"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mtext>subject&#x02009;to</mml:mtext><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>9</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
for all nodes <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>. In addition, it should be noted that since the matrix&#x02009;<inline-formula><mml:math id="M130"><mml:mover accent='true'><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula> appear in the numerator of the ultimate bound, <italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub></italic> and <italic>K<sub>i</sub></italic> should be chosen such that the norm <inline-formula><mml:math id="M131"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is small.</p>
<p><bold>Remark 5.</bold> To elucidate the effect of design parameters to the ultimate bound given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E42">42</xref>), we consider, for example, a system with 4 sensors (1 and 3 are active nodes, and 2 and 4 are passive nodes) tracking a target with dynamics
<disp-formula id="E50"><label>(49)</label><mml:math id="M132"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>25</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where <italic>w</italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x0003D;&#x02009;sin(0.25<italic>t</italic>). Node 1 is subject to <inline-formula><mml:math id="M133"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="left"><mml:mn>1&#x02003;0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> and node 3 is subject to <inline-formula><mml:math id="M134"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>. We design <italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub></italic> by solving the linear matrix inequality equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>). As a result, with <italic>J<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>K<sub>i</sub></italic> and <italic>K</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>K</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>K</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>K</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;50, we have <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.03, <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.05 and <italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.03 with <inline-formula><mml:math id="M135"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="left"><mml:mn>26</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>31</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>67</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>67</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>01</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M136"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>54</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>08</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>08</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>62</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M137"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>60</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>02</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>02</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>25</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>62</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></inline-formula>. We then vary &#x003B1; and &#x003B3; to see the effect of these parameters to the ultimate bound <italic>&#x003C8;</italic><sub>1</sub> given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E42">42</xref>). Figure <xref ref-type="fig" rid="F1">1</xref> shows the effect of the variation in &#x003B1; and &#x003B3; to equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E42">42</xref>). From the figure, we can see that one can pick a small value for &#x003B3; and a large value for &#x003B1; to reduce the ultimate bound.</p>
<fig position="float" id="F1">
<label>Figure 1</label>
<caption><p>Effect of &#x003B3;&#x02009;&#x02208;&#x02009;(0, 2] and &#x003B1;&#x02009;&#x02208;&#x02009;{0.25, 1, 2.5, 5, 10, 50} to the ultimate bound <italic>&#x003C8;</italic><sub>1</sub> in equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E42">42</xref>), where the arrow indicate the direction &#x003B1; is increased.</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g001.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="S3-3">
<label>3.3</label> <title>Illustrative Numerical Example</title>
<p>We now present several numerical examples to illustrate the results given earlier in this section. For this purpose, consider a process composed of two decoupled systems with the dynamics given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E5">5</xref>), where
<disp-formula id="E51"><label>(50)</label><mml:math id="M138"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>n</mml:mtext><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>n</mml:mtext><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BE;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>n</mml:mtext><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>n</mml:mtext><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BE;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E52"><label>(51)</label><mml:math id="M139"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>n</mml:mtext><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x003C9;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>n</mml:mtext><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<italic>&#x003C9;</italic><sub>n1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1.2, &#x003BE;<sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.9, <italic>&#x003C9;</italic><sub>n2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.5, and &#x003BE;<sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.6. This process, for example, can represent a linearized vehicle model with the first and third states corresponding to the positions in the <italic>x</italic> and <italic>y</italic> directions, respectively, while the second and fourth states corresponding to the velocities in the <italic>x</italic> and <italic>y</italic> directions, respectively. The initial conditions are set to <inline-formula><mml:math id="M140"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>25</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. In addition, we consider the input is given by
<disp-formula id="E53"><label>(52)</label><mml:math id="M141"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;sin</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>4</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>To maintain the readability of the paper, the values of <italic>L<sub>i</sub></italic>, <italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub></italic>, <italic>P<sub>i</sub></italic> in the following examples are put in Appendix B in Data Sheet in Supplementary Material.</p>
<p><bold>Example 1.</bold> For the first example, we consider a sensor network with 12 nodes exchanging information over an undirected and connected graph topology, where there are 4 active nodes and 8 passive nodes as shown in Figure <xref ref-type="fig" rid="F2">2</xref>. Each node&#x02019;s sensing capability is represented by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E6">6</xref>) with the output matrices
<disp-formula id="E54"><label>(53)</label><mml:math id="M142"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
for the odd index nodes and
<disp-formula id="E55"><label>(54)</label><mml:math id="M143"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></disp-formula>
for the even index nodes. In addition, all nodes are subject to zero initial conditions and we set <italic>J<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>K<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;diag([100; 100]), &#x003B1;&#x02009;&#x0003D;&#x02009;50, and &#x003B3;&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.1. For the observer gain <italic>L<sub>i</sub></italic>, the odd index nodes are subject to [equation (A.6) in Supplementary Material] while the even index nodes are subject to [Equation (A.7) in Supplementary Material].</p>
<fig position="float" id="F2">
<label>Figure 2</label>
<caption><p>Communication graph of the sensor network in Example 1 with 4 active nodes and 8 passive nodes (lines denote communication links, squares denote active nodes, and circles denote passive nodes) Tran et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B36">2017</xref>).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g002.tif"/>
</fig>
<p>By solving the linear matrix inequality equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) for each node, <italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub></italic> and <italic>P<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 are obtained as <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>5</sub>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>6</sub>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>8</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>9</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>11</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>12</sub> where <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub>, and <italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub> are subject to equations (A.8), (A.9), and (A.10) in Supplementary Material, respectively. In addition, <italic>P</italic><sub>1</sub>, <italic>P</italic><sub>2</sub>, and <italic>P</italic><sub>12</sub> are subject to equations (A.11), (A.12), and (A.13) in Supplementary Material, respectively. Note that <italic>P</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>5</sub>, <italic>P</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>6</sub>, and <italic>P</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>8</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>9</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>11</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>12</sub>. Under the proposed distributed estimation architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>), nodes are able to closely estimate the process states and inputs as shown in Figures <xref ref-type="fig" rid="F3">3</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F4">4</xref>, respectively. &#x025B4;</p>
<fig position="float" id="F3">
<label>Figure 3</label>
<caption><p>State estimates of the sensor network in Example 1 with 4 active nodes and 8 passive nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>) (the dash lines denote the states of the actual process and the solid lines denote the state estimates of nodes) Tran et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B36">2017</xref>).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g003.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F4">
<label>Figure 4</label>
<caption><p>Input estimates of the sensor network in Example 1 with 4 active nodes and 8 passive nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>) (the dash lines denote the inputs of the actual process and the solid lines denote the input estimates of nodes) Tran et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B36">2017</xref>).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g004.tif"/>
</fig>
<p><bold>Example 2.</bold> In this example, we increase the number of active nodes in the sensor network to 8 as depicted in Figure <xref ref-type="fig" rid="F5">5</xref>. The sensing capability of each agent is the same as in Example 1. Note that, because of the change in the number of active nodes, the design parameters are adjusted accordingly as <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>7</sub>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>8</sub>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>9</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>11</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>12</sub> where <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub>, and <italic>&#x003C3;</italic><sub>9</sub> are subjected to equations (A.14), (A.15), and (A.16) in Supplementary Material, respectively. In addition, <italic>P</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>7</sub>, <italic>P</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>8</sub>, <italic>P</italic><sub>9</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>11</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>12</sub>, where <italic>P</italic><sub>1</sub>, <italic>P</italic><sub>2</sub>, and <italic>P</italic><sub>12</sub> are the same as equations (A.11), (A.12), and (A.13) in Supplementary Material, respectively. Other parameters and gains are also kept the same. Figures <xref ref-type="fig" rid="F6">6</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F7">7</xref> show the performance of the sensor network for the proposed distributed estimation architecture. In addition, in order to compare the performance of Example 1 and Example 2, the state and input error norms of both examples are plotted in Figures <xref ref-type="fig" rid="F8">8</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F9">9</xref>, respectively. The transient responses are captured in the figures approximately during the first 2 or 3&#x02009;s, and it can be seen that Example 2 converges faster than Example 1 in state estimation, yet it encounters overshoot in input estimation. In addition, we can roughly approximate the average of both state and input error norms are reduced by a factor of 2 in Example 2 compared to Example 1. In general, Examples 1 and 2 show that the steady-state performance is improved by increasing the number of active nodes in the sensor network. &#x025B4;</p>
<fig position="float" id="F5">
<label>Figure 5</label>
<caption><p>Communication graph of the sensor network in Examples 2 and 3 with 8 active nodes and 4 passive nodes (lines denote communication links, squares denote active nodes, and circles denote passive nodes) Tran et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B36">2017</xref>).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g005.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F6">
<label>Figure 6</label>
<caption><p>State estimates of the sensor network in Example 2 with 8 active nodes and 4 passive nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>) (the dash lines denote the states of the actual process and the solid lines denote the state estimates of nodes) Tran et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B36">2017</xref>).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g006.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F7">
<label>Figure 7</label>
<caption><p>Input estimates of the sensor network in Example 2 with 8 active nodes and 4 passive nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>) (the dash lines denote the inputs of the actual process and the solid lines denote the input estimates of nodes) Tran et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B36">2017</xref>).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g007.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F8">
<label>Figure 8</label>
<caption><p>State error norms of the sensor networks in Example 1 and Example 2.</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g008.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F9">
<label>Figure 9</label>
<caption><p>Input error norms of the sensor networks in Example 1 and Example 2.</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g009.tif"/>
</fig>
<p><bold>Example 3.</bold> In this example, we consider a sensor network with 8 active nodes and 4 passive nodes as in Example 2 (Figure <xref ref-type="fig" rid="F5">5</xref>), but change the system output matrices for each node as follows
<disp-formula id="E56"><label>(55)</label><mml:math id="M144"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E57"><label>(56)</label><mml:math id="M145"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E58"><label>(57)</label><mml:math id="M146"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where <italic>C</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>9</sub>, <italic>C</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>8</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>12</sub>, and <italic>C</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>11</sub>. Note that for the odd index nodes, the pair (<italic>A</italic>, <italic>C<sub>i</sub></italic>) is not observable. We also choose <italic>J<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>K<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;diag([100; 100]), &#x003B1;&#x02009;&#x0003D;&#x02009;50, and &#x003B3;&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.1.</p>
<p>Here, the observer gain <italic>L<sub>i</sub></italic> is chosen such that <italic>L</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>9</sub>, <italic>L</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>8</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>12</sub>, and <italic>L</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>11</sub> where <italic>L</italic><sub>1</sub>, <italic>L</italic><sub>2</sub>, and <italic>L</italic><sub>3</sub> are subject to equations (A.17), (A.18), and (A.19) in Supplementary Material, respectively. By solving the linear matrix inequality equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) for each node, <italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub></italic> and <italic>P<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 are obtained as <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>5</sub>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>8</sub>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>7</sub>, and <italic>&#x003C3;</italic><sub>9</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>11</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>12</sub> where <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub>, and <italic>&#x003C3;</italic><sub>9</sub> are subject to equations (A.20), (A.21), (A.22), and (A.23) in Supplementary Material, respectively. In addition, <italic>P</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>5</sub>, <italic>P</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>8</sub>, <italic>P</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>7</sub>, and <italic>P</italic><sub>9</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>11</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>12</sub> where <italic>P</italic><sub>1</sub>, <italic>P</italic><sub>2</sub>, <italic>P</italic><sub>3</sub>, and <italic>P</italic><sub>12</sub> are subject to equations (A.24), (A.12), (A.25), and (A.13) in Supplementary Material, respectively. Figures <xref ref-type="fig" rid="F10">10</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F11">11</xref> show that under the proposed distributed estimation architecture, nodes are able to closely estimate the process states and inputs, although some active nodes are not able to fully observe the process. &#x025B4;</p>
<fig position="float" id="F10">
<label>Figure 10</label>
<caption><p>State estimates of the sensor network in Example 3 with 12 active nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>) (the dash lines denote the states of the actual process and the solid lines denote the state estimates of nodes) Tran et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B36">2017</xref>).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g010.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F11">
<label>Figure 11</label>
<caption><p>Input estimates of the sensor network in Example 3 with 12 active nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E7">7</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E8">8</xref>) (the dash lines denote the inputs of the actual process and the solid lines denote the input estimates of nodes) Tran et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B36">2017</xref>).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g011.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="S4">
<label>4</label> <title>Distributed Input and State Estimation for Active-Passive Sensor Networks with Varying Node Roles</title>
<p>We now generalize the results of the previous section to the case when the active and passive role of each sensor node is varying over time. For this purpose, once again, we consider a process given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E5">5</xref>). In addition, if a node in the sensor network is active for some time instant, then it is subject to the observations of the process given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E6">6</xref>) on that time instant, otherwise it is a passive node and has no observation. Note that a node is assumed to be smoothly changed back and forth between active and passive mode (i.e., <italic>g<sub>i</sub></italic>(<italic>t</italic>) is a smooth function on the interval [0, 1]). The proposed algorithm is discussed in Section <xref ref-type="sec" rid="S4-4">4.1</xref>, followed by the stability analysis (Section <xref ref-type="sec" rid="S4-5">4.2</xref>), and a numerical example is presented to illustrate the efficacy of the methods (Section <xref ref-type="sec" rid="S4-6">4.3</xref>).</p>
<sec id="S4-4">
<label>4.1</label> <title>Proposed Distributed Estimation Architecture</title>
<p>For node <italic>i</italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;<italic>N</italic>, consider the distributed estimation algorithm given by
<disp-formula id="E59"><label>(58)</label><mml:math id="M147"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="3em" class="quad"/><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0223C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="0.5em" class="quad"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E60"><label>(59)</label><mml:math id="M148"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>&#x003B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="3em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0223C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="0.5em" class="quad"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where <inline-formula><mml:math id="M149"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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> is a local state estimate of <italic>x</italic>(<italic>t</italic>) for node <italic>i</italic>, <inline-formula><mml:math id="M150"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is a local input estimate of <italic>w</italic>(<italic>t</italic>) for node <italic>i</italic>, <inline-formula><mml:math id="M151"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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 class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M152"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M153"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">S</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> are design matrices of node <italic>i</italic>, and <italic>&#x003B1;</italic>, <italic>&#x003B3;</italic>, and <inline-formula><mml:math id="M154"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</mml:mo><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:math></inline-formula> are positive design coefficients for node <italic>i</italic>. Note that the parameter <italic>g<sub>i</sub></italic>(<italic>t</italic>) in this section is time-varying and <italic>g<sub>i</sub></italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x02208;&#x02009;[0, 1]. In addition, <italic>P<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 is the consensus gain satisfying the two linear matrix inequalities given by
<disp-formula id="E61"><label>(60)</label><mml:math id="M155"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E62"><label>(61)</label><mml:math id="M156"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mi>N</mml:mi><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="S4-5">
<label>4.2</label> <title>Stability Analysis</title>
<p>Let <inline-formula><mml:math id="M157"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0225C;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M158"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0225C;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x0005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Then, similar to equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E11">11</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E12">12</xref>), one can write
<disp-formula id="E63"><label>(62)</label><mml:math id="M159"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0223C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="0.5em" class="quad"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E64"><label>(63)</label><mml:math id="M160"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B1;</mml:mn><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle='true'><mml:munder><mml:mo>&#x02211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>&#x0223C;</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:munder></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="0.5em" class="quad"/><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where
<disp-formula id="E65"><label>(64)</label><mml:math id="M161"><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x0225C;</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore, similar to Section <xref ref-type="sec" rid="S3-2">3.2</xref>, the compact form of the error dynamics are given by
<disp-formula id="E66"><label>(65)</label><mml:math id="M162"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E67"><label>(66)</label><mml:math id="M163"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>F</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B3;</mml:mn><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where
<disp-formula id="E68"><label>(67)</label><mml:math id="M164"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;diag&#x02009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E69"><label>(68)</label><mml:math id="M165"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;diag&#x02009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-op">&#x02026;</mml:mo><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
and <inline-formula><mml:math id="M166"><mml:mover accent='true'><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>, <italic>F</italic>, and <italic>P</italic> are the same as equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E21">21</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="E22">22</xref>), and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E23">23</xref>), respectively.</p>
<p><bold>Theorem 2.</bold> Consider the process given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E5">5</xref>) and the distributed input and state estimation architecture given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>). Assume equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) hold and nodes exchange information using local that measurements subject to an undirected and connected graph &#x1D4A2;. Then, the error dynamics given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E65">65</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E66">66</xref>) are uniformly ultimately bounded.</p>
<p><italic>Proof</italic>. Consider the Lyapunov function candidate given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E24">24</xref>). Following the steps from the proof of Theorem 1, differentiating equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E24">24</xref>) along the trajectories of equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E65">65</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E66">66</xref>) yields
<disp-formula id="E70"><label>(69)</label><mml:math id="M167"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x022C5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
where <italic>z</italic>(<italic>t</italic>), <italic>R<sub>B</sub></italic>, and <italic>&#x003D5;</italic> are defined in equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E26">26</xref>), (<xref ref-type="disp-formula" rid="E28">28</xref>), and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E30">30</xref>), respectively. In addition,
<disp-formula id="E71"><label>(70)</label><mml:math id="M168"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>I</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02297;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Note that for this varying case of active and passive node roles, <italic>R<sub>i</sub></italic> in equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E9">9</xref>) becomes
<disp-formula id="E72"><label>(71)</label><mml:math id="M169"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="align-even"><mml:mspace width="2.5em" class="quad"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>A</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>B</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C3;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;&#x02009;</mml:mtext><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msup><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>J</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Since <italic>g<sub>i</sub></italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x02208;&#x02009;[0, 1], <italic>R<sub>i</sub></italic><sub>1</sub> in equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and <italic>R<sub>i</sub></italic><sub>2</sub> in equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) corresponds to <italic>g<sub>i</sub></italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0 and <italic>g<sub>i</sub></italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1 in equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E71">71</xref>), respectively. Therefore, <italic>R<sub>i</sub></italic><sub>1</sub> and <italic>R<sub>i</sub></italic><sub>2</sub> are the vertices of the polytope. By Lemma 3, when the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) hold, <italic>R<sub>i</sub></italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x02264;&#x02009;0 for all <italic>g<sub>i</sub></italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x02208;&#x02009;[0, 1]. Consequently, using the same argument as in the proof of Theorem 1, we have <italic>R<sub>A</sub></italic>(<italic>t</italic>)&#x02009;&#x02264;&#x02009;0. Hence, equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E69">69</xref>) becomes
<disp-formula id="E73"><label>(72)</label><mml:math id="M170"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x022C5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>A</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right" class="align-odd"></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd columnalign="right" class="align-odd"></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
with &#x003BB;<sub>max</sub>(<italic>R<sub>B</sub></italic>)&#x02009;&#x0003C;&#x02009;0 and <italic>&#x003B8;</italic>&#x02009;&#x02208;&#x02009;(0, 1). Letting <inline-formula><mml:math id="M171"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>&#x003D5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M172"><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003A9;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">&#x0007B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">:</mml:mo><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, it follows that <inline-formula><mml:math id="M173"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002D9;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x022C5;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> outside the compact set &#x003A9;<sub>2</sub> and, hence, the error dynamics given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E62">62</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E63">63</xref>) are uniformly ultimately bounded from Theorem 4.18 in Khalil (<xref ref-type="bibr" rid="B17">2002</xref>). &#x025A0;</p>
<p><bold>Corollary 2.</bold> Consider the process given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E5">5</xref>) and the distributed input and state estimation architecture given by equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>). Assume that equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) hold and nodes exchange information using local measurements subject to an undirected and connected graph &#x1D4A2;. Then, for all <inline-formula><mml:math id="M174"><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02208;</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:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo class="MathClass-bin">&#x0002B;</mml:mo><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, there exists <italic>T</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>T</italic>(<italic>z</italic>(0), <italic>&#x003BC;</italic><sub>2</sub>)&#x02009;&#x02265;&#x02009;0 such that
<disp-formula id="E74"><label>(73)</label><mml:math id="M175"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BE;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>min</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">&#x0007B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x000D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mi>&#x003B8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02215;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-close">&#x0007D;</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="nbsp"/><mml:mspace width="1em" class="nbsp"/><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02200;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E75"><label>(74)</label><mml:math id="M176"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd class="align-even"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BE;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02200;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
where
<disp-formula id="E76"><label>(75)</label><mml:math id="M177"><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mi>P</mml:mi></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">I</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">Np</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
and
<disp-formula id="E77"><label>(76)</label><mml:math id="M178"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>min</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E78"><label>(77)</label><mml:math id="M179"><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x002DC;</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0007C;&#x0007C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02264;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003B6;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>&#x0225C;</mml:mi><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mrow><mml:mn>&#x003BB;</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>max</mml:mtext></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>&#x02009;</mml:mtext><mml:mover accent="true"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-op">&#x000AF;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:msqrt><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x003BC;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="1em" class="quad"/><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo class="MathClass-rel">&#x02265;</mml:mo><mml:mi>T</mml:mi><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>Proof</italic>. Same theoretical steps follow from the proof of Corollary 1 and, hence, the proof is omitted here. &#x025A0;</p>
</sec>
<sec id="S4-6">
<label>4.3</label> <title>Illustrative Numerical Example</title>
<p>In this section, we present numerical examples to illustrate the results discussed in Sections <xref ref-type="sec" rid="S4-4">4.1</xref> and <xref ref-type="sec" rid="S4-5">4.2</xref>. For this purpose, we consider a process as the vehicle model depicted in Section <xref ref-type="sec" rid="S3-3">3.3</xref> with the dynamics given by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E5">5</xref>), where <italic>A</italic> and <italic>B</italic> are defined in equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E50">50</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E51">51</xref>), respectively. To maintain the readability of the paper, the values of <italic>L<sub>i</sub></italic>, <italic>&#x003C3;</italic><italic><sub>i</sub></italic>, <italic>P<sub>i</sub></italic> in the following examples are put in Appendix B in Data Sheet in Supplementary Material.</p>
<p><bold>Example 4.</bold> For this example, the initial conditions of the process are set to <inline-formula><mml:math id="M180"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo><mml:mspace width="2.56804pt" class="tmspace"/><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>25</mml:mn></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. In addition, we consider the input is given by
<disp-formula id="E79"><label>(78)</label><mml:math id="M181"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;sin</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>We now consider an active-passive sensor network with 12 nodes exchanging information over an undirected and connected graph topology as presented in Figure <xref ref-type="fig" rid="F12">12</xref>, where the active and passive roles of each node is varying overtime. Specifically, the sensors are distributed over an area, and each sensor position is shown in Figure <xref ref-type="fig" rid="F12">12</xref>. Suppose that each sensor sensing range is a circle with the radius <italic>r</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;3. Recall that the first and third states of the process (or the vehicle) correspond to the positions in the <italic>x</italic>-axis and <italic>y</italic>-axis directions, respectively. If the vehicle&#x02019;s position is within a sensor sensing range, then that sensor becomes smoothly active. On the other hand, if the vehicle&#x02019;s position is out of the sensor sensing range, then it becomes smoothly passive. Note that, for the transition of <italic>g<sub>i</sub></italic>(<italic>t</italic>), we use the function <inline-formula><mml:math id="M182"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B2;</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> when node i is switching from 1 to 0, and <inline-formula><mml:math id="M183"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>g</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-bin">&#x02212;</mml:mo><mml:mn>&#x003B2;</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> when node i is switching from 0 to 1, where <italic>&#x003B2;</italic> is a positive constant. We adapt this transition from Figure 2D of Zavlanos et al. (<xref ref-type="bibr" rid="B47">2011</xref>). The network has two types of sensors, and each node&#x02019;s sensing capability is represented by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E6">6</xref>) with the output matrices
<disp-formula id="E80"><label>(79)</label><mml:math id="M184"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
for the odd index nodes and
<disp-formula id="E81"><label>(80)</label><mml:math id="M185"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced></mml:math></disp-formula>
for the even index nodes. Note that the pair (<italic>A</italic>, <italic>C<sub>i</sub></italic>) is observable for all <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;12 in this example and, therefore, the collective observability assumption is satisfied. All nodes are subjected to zero initial conditions and we set <italic>J<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>K<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;diag([100; 100]), &#x003B1;&#x02009;&#x0003D;&#x02009;50, and &#x003B3;&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.1. For the observer gain <italic>L<sub>i</sub></italic>, the odd index nodes are subject to [equation (A.26) in Supplementary Material] while the even index nodes are subject to [equation (A.27) in Supplementary Material].</p>
<fig position="float" id="F12">
<label>Figure 12</label>
<caption><p>Communication graph of the active-passive sensor network in Example 4 with 12 nodes (lines denote communication links, circles denote nodes).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g012.tif"/>
</fig>
<p>By solving the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) simultaneously for each node, <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic> and <italic>P<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 are obtained as <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>9</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>11</sub> and <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>8</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>12</sub> where <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub> and <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub> are subject to equations (A.28) and (A.29) in Supplementary Material, respectively. In addition, <italic>P</italic><sub>1</sub> and <italic>P</italic><sub>2</sub> are subject to equations (A.30) and (A.31) in Supplementary Material, respectively. Note that <italic>P</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>9</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>11</sub> and <italic>P</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>8</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>12</sub>.</p>
<p>Under the proposed distributed estimation architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>), nodes are able to closely estimate the process states as shown in Figure <xref ref-type="fig" rid="F13">13</xref>. Specifically, Figure <xref ref-type="fig" rid="F14">14</xref> illustrates that the sensor network is able to estimate the trajectory of the vehicle (the first and third states of the process), while the input estimated in Figure <xref ref-type="fig" rid="F15">15</xref> is not as good as the case for fixed node roles presented in Section <xref ref-type="sec" rid="S3-3">3.3</xref>, this can be explained by the conservatism of the solution of the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>). That is, if we had the flexibility to make the <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic> values small such that <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>9</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>11</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.001 and <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>4</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>8</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>10</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>12</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.001, while keeping <italic>P<sub>i</sub></italic> and other parameters the same, the performance of the input and state estimate would become better as shown in Figures <xref ref-type="fig" rid="F16">16</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F17">17</xref>, respectively. However, with these small values of <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic>, the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) are no longer satisfied. Numerical methods to reduce such conservatism in linear matrix inequality computations for equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) and/or relax the linear matrix inequality condition will be investigated as a future research.</p>
<fig position="float" id="F13">
<label>Figure 13</label>
<caption><p>State estimates of the active-passive sensor network in Example 4 with 12 nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>) and satisfying the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) (the dash lines denote the states of the actual process and the solid lines denote the state estimates of nodes).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g013.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F14">
<label>Figure 14</label>
<caption><p>Position estimates (first and third states of the process) of the active-passive sensor network in Example 4 with 12 nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>) and satisfying the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) (the dash line denote the trajectory of the actual process (i.e., the combination of the first and third states) and the solid lines denote the state estimates of nodes). Here, AN stands for the active nodes.</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g014.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F15">
<label>Figure 15</label>
<caption><p>Input estimates of the active-passive sensor network in Example 4 with 12 nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>) and satisfying the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) (the dash lines denote the inputs of the actual process and the solid lines denote the input estimates of nodes).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g015.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F16">
<label>Figure 16</label>
<caption><p>State estimates of the active-passive sensor network in Example 4 with 12 nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>) with the decrease in <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;12 (the dash lines denote the states of the actual process and the solid lines denote the state estimates of nodes).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g016.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F17">
<label>Figure 17</label>
<caption><p>Input estimates of the active-passive sensor network in Example 4 with 12 nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>) with the decrease in <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;12 (the dash lines denote the inputs of the actual process and the solid lines denote the input estimates of nodes).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g017.tif"/>
</fig>
<p><bold>Example 5.</bold> For this example, the initial conditions of the process are set to <inline-formula><mml:math id="M186"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn><mml:mtext>T</mml:mtext></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;[&#x02212;2, 0.5, 2.5, 0.25]. In addition, we consider the input is given by
<disp-formula id="E82"><label>(81)</label><mml:math id="M187"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;sin</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>5</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>3</mml:mn><mml:mtext>&#x02009;cos</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo class="MathClass-open">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo><mml:mn>6</mml:mn><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow><mml:mo class="MathClass-close">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>We now consider an active-passive sensor network with 13 nodes labeled, respectively, as 1a, 1b, 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, 5, 6, 7, 8, and 9, exchanging information over an undirected and connected graph topology as presented in Figure <xref ref-type="fig" rid="F18">18</xref>, where the active and passive role of each node is varying overtime. Specifically, the sensors are distributed over an area with each pair of nodes Xa and Xb (where X&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1, 2, 3, 4 and denoted as diamond in Figure <xref ref-type="fig" rid="F18">18</xref>) is grouped at the same location such that when Xa is active (or passive), so is Xb and vice versa; Xa and Xb are neighbors of each other and have the same set of neighbors.</p>
<fig position="float" id="F18">
<label>Figure 18</label>
<caption><p>Communication graph of the active-passive sensor network in Example 5 with 13 nodes (lines denote communication links, circles denote normal nodes, and diamond denotes overlapped nodes).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g018.tif"/>
</fig>
<p>Suppose that each sensor sensing range is a circle with the radius <italic>r</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;3.5. Note that, for the transition of <italic>g<sub>i</sub></italic>(<italic>t</italic>), we use the same functions as Example 4. The network has six types of sensors, and each node&#x02019;s sensing capability is represented by equation (<xref ref-type="disp-formula" rid="E6">6</xref>) with the output matrices
<disp-formula id="E83"><label>(82)</label><mml:math id="M188"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array" columnalign="center"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E84"><label>(83)</label><mml:math id="M189"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E85"><label>(84)</label><mml:math id="M190"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>b</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E86"><label>(85)</label><mml:math id="M191"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mi>a</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E87"><label>(86)</label><mml:math id="M192"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="E88"><label>(87)</label><mml:math id="M193"><mml:mtable columnalign="left" class="align"><mml:mtr><mml:mtd columnalign="left" class="align-odd"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo class="MathClass-rel">&#x0003D;</mml:mo><mml:mfenced separators="" open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mtable equalrows="false" columnlines="none none none none none none none none none" equalcolumns="false" class="array"><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd class="array"><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo class="MathClass-punc">.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>In addition, <italic>C</italic><sub>1</sub><italic><sub>a</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>2</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>C</italic><sub>1</sub><italic><sub>b</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>3</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>C</italic><sub>2</sub><italic><sub>b</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>4</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>C</italic><sub>3</sub><italic><sub>a</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>4</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>C</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>9</sub>, and <italic>C</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>C</italic><sub>8</sub>. Note that the pairs (<italic>A</italic>, <italic>C<sub>Xa</sub></italic>) and (<italic>A</italic>, <italic>C<sub>Xb</sub></italic>) where X&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1, 2, 3, 4 are not observable, but with the setup of the problem (nodes Xa and Xb are either active or both passive simultaneously), the collective observability condition is guaranteed. All nodes are subjected to zero initial conditions and we set <italic>J<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>K<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;diag([25; 25]), &#x003B1;&#x02009;&#x0003D;&#x02009;75, and &#x003B3;&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.01. The observer gains <italic>L<sub>i</sub></italic> are set to <italic>L</italic><sub>1</sub><italic><sub>a</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>2</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>L</italic><sub>1</sub><italic><sub>b</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>3</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>L</italic><sub>2</sub><italic><sub>b</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>4</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>L</italic><sub>3</sub><italic><sub>a</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>4</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>L</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>9</sub>, and <italic>L</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>L</italic><sub>8</sub> where the gains <italic>L</italic><sub>1</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>L</italic><sub>1</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>L</italic><sub>2</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>L</italic><sub>3</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>L</italic><sub>5</sub>, and <italic>L</italic><sub>6</sub> are subject to equations (A.32), (A.33), (A.34), (A.35), (A.36), and (A.37) in Supplementary Material, respectively.</p>
<p>By solving the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) simultaneously for each node, <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic> and <italic>P<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003E;&#x02009;0 are obtained as <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub><italic><sub>a</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub><italic><sub>b</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub><italic><sub>b</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>4</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub><italic><sub>a</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>4</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>9</sub> and <italic>&#x003C3;</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>&#x003C3;</italic><sub>8</sub> where <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>1</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>2</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>3</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>&#x003C3;</italic><sub>5</sub> and <italic>&#x003C3;</italic><sub>6</sub> are subject to equations (A.38), (A.39), (A.40), (A.41), (A.42), and (A.43) in Supplementary Material, respectively. In addition, <italic>P</italic><sub>1</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>P</italic><sub>1</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>P</italic><sub>2</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>P</italic><sub>3</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>P</italic><sub>5</sub>, and <italic>P</italic><sub>6</sub> are subject to equations (A.44), (A.45), (A.46), (A.47), (A.48), and (A.49) in Supplementary Material, respectively. Note that <italic>P</italic><sub>1</sub><italic><sub>a</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>2</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>P</italic><sub>1</sub><italic><sub>b</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>3</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>P</italic><sub>2</sub><italic><sub>b</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>4</sub><italic><sub>b</sub></italic>, <italic>P</italic><sub>3</sub><italic><sub>a</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>4</sub><italic><sub>a</sub></italic>, <italic>P</italic><sub>5</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>7</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>9</sub>, and <italic>P</italic><sub>6</sub>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;<italic>P</italic><sub>8</sub>.</p>
<p>Under the proposed distributed estimation architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>), nodes are able to closely estimate the process states as shown in Figure <xref ref-type="fig" rid="F19">19</xref>. Specifically, Figure <xref ref-type="fig" rid="F20">20</xref> illustrates that the sensor network is able to estimate the trajectory of the vehicle (the first and third states of the process), while the input estimated in Figure <xref ref-type="fig" rid="F21">21</xref> is still not as good as the case for fixed node roles presented in Section <xref ref-type="sec" rid="S3-3">3.3</xref>. Again, this can be explained by the conservatism of the solution of the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>). If we had the flexibility to reduce <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic> to small values, for example, <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.001, while keeping other parameters the same, the performance of the input and state estimate would become much better as shown in Figures <xref ref-type="fig" rid="F22">22</xref> and <xref ref-type="fig" rid="F23">23</xref>, respectively. Note that with the choice of <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;0.001 for this example, the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) are no longer satisfied. Once again, numerical methods to reduce such conservatism in linear matrix inequality computations for equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) and/or relax the linear matrix inequality condition will be investigated as a future research.</p>
<fig position="float" id="F19">
<label>Figure 19</label>
<caption><p>State estimates of the active-passive sensor network in Example 5 with 13 nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>) and satisfying the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) (the dash lines denote the states of the actual process and the solid lines denote the state estimates of nodes).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g019.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F20">
<label>Figure 20</label>
<caption><p>Position estimates (first and third states of the process) of the active-passive sensor network in Example 5 with 13 nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>) and satisfying the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) (the dash line denote the trajectory of the actual process (i.e., the combination of the first and third states) and the solid lines denote the state estimates of nodes). Here, AN stands for the active nodes.</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g020.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F21">
<label>Figure 21</label>
<caption><p>Input estimates of the active-passive sensor network in Example 5 with 13 nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>) and satisfying the linear matrix inequalities equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E60">60</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E61">61</xref>) (the dash lines denote the inputs of the actual process and the solid lines denote the input estimates of nodes).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g021.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F22">
<label>Figure 22</label>
<caption><p>State estimates of the active-passive sensor network in Example 5 with 13 nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>) with the decrease in <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;12 (the dash lines denote the states of the actual process and the solid lines denote the state estimates of nodes).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g022.tif"/>
</fig>
<fig position="float" id="F23">
<label>Figure 23</label>
<caption><p>Input estimates of the active-passive sensor network in Example 5 with 13 nodes under the proposed architecture equations (<xref ref-type="disp-formula" rid="E58">58</xref>) and (<xref ref-type="disp-formula" rid="E59">59</xref>) with the decrease in <italic>&#x003C3;<sub>i</sub></italic>, <italic>i</italic>&#x02009;&#x0003D;&#x02009;1,&#x02009;&#x02026;,&#x02009;&#x02009;12 (the dash lines denote the inputs of the actual process and the solid lines denote the input estimates of nodes).</p></caption>
<graphic xlink:href="frobt-04-00030-g023.tif"/>
</fig>
</sec>
</sec>
<sec id="S5">
<label>5</label> <title>Conclusion</title>
<p>A distributed input and state estimation architecture was investigated for heterogeneous sensor networks having nodes with both fixed and varying active and passive information processing roles and non-identical sensor modalities. It was shown that the proposed framework utilizes local information not only during the execution of the proposed estimation algorithm but also in its design; that is, global uniform ultimate boundedness of error dynamics is guaranteed once each node satisfies given local stability conditions independent from the graph topology and neighboring information of these nodes. Several numerical examples illustrated the efficacy of the proposed architectures. Future research will include applications of the proposed framework to dynamic data-driven sensor network scenarios to guide and control autonomous vehicles and we will also consider extensions to time-varying graph topologies. It should be also mentioned especially for the results in Section <xref ref-type="sec" rid="S4">4</xref> that structural sensor network construction to always guarantee collective observability is another interesting future research direction that will be considered by the authors.</p>
</sec>
<sec id="S6">
<title>Author Contributions</title>
<p>DT and TY were the technical leads of this paper, where they developed the proposed distributed estimation architecture. Specifically, DT played a key role in establishing the technical proofs of the proposed architecture, including how the analysis can be performed in a local fashion and TY played a key role in fleshing out the technical tools and methods needed to accomplish the documented research. SS and SJ assisted DT and TY in all technical and numerical aspects of this paper. In addition to theory development in terms of establishing the technical proofs, DT also numerically illustrated the proposed distributed estimation architecture.</p>
</sec>
<sec id="S7">
<title>Conflict of Interest Statement</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. The reviewer, OA, and handling editor declared their shared affiliation, and the handling editor states that the process nevertheless met the standards of a fair and objective review.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack>
<p>The authors wish to thank the reviewers for their constructive suggestions.</p>
</ack>
<fn-group>
<fn fn-type="financial-disclosure">
<p><bold>Funding.</bold> This research has been supported by the Dynamic Data-Driven Applications Systems Program of the Air Force Office of Scientific Research [grant number FA9550-17-1-0303].</p></fn>
</fn-group>
<sec id="S8" sec-type="supplementary-material">
<title>Supplementary Material</title>
<p>The Supplementary Material for this article can be found online at <uri xlink:href="http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/frobt.2017.00030/full#supplementary-material">http://journal.frontiersin.org/article/10.3389/frobt.2017.00030/full&#x00023;supplementary-material</uri>.</p>
<supplementary-material xlink:href="data_sheet_1.pdf" id="SM1" mimetype="applicationn/pdf" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Akhenak</surname> <given-names>A.</given-names></name> <name><surname>Chadli</surname> <given-names>M.</given-names></name> <name><surname>Maquin</surname> <given-names>D.</given-names></name> <name><surname>Ragot</surname> <given-names>J.</given-names></name></person-group> (<year>2004</year>). &#x0201C;<article-title>State estimation of uncertain multiple model with unknown inputs</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>IEEE Conference on Decision and Control</conf-name>, <conf-loc>Nassau</conf-loc>.</citation></ref>
<ref id="B2"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bai</surname> <given-names>H.</given-names></name> <name><surname>Freeman</surname> <given-names>R. A.</given-names></name> <name><surname>Lynch</surname> <given-names>K. M.</given-names></name></person-group> (<year>2010</year>). &#x0201C;<article-title>Robust dynamic average consensus of time-varying inputs</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>Conference on Decision and Control</conf-name>, <conf-loc>Atlanta</conf-loc>, <fpage>3104</fpage>&#x02013;<lpage>3109</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B3"><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bernstein</surname> <given-names>D. S.</given-names></name></person-group> (<year>2009</year>). <source>Matrix Mathematics: Theory, Facts, and Formulas</source>. <publisher-loc>Princeton, NJ</publisher-loc>: <publisher-name>Princeton University Press</publisher-name>.</citation></ref>
<ref id="B4"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Bowong</surname> <given-names>S.</given-names></name> <name><surname>Tewa</surname> <given-names>J. J.</given-names></name></person-group> (<year>2008</year>). <article-title>Unknown inputs adaptive observer for a class of chaotic systems with uncertainties</article-title>. <source>Math. Comput. Model.</source> <volume>48</volume>, <fpage>1826</fpage>&#x02013;<lpage>1839</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.mcm.2007.12.028</pub-id></citation></ref>
<ref id="B5"><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Boyd</surname> <given-names>S.</given-names></name> <name><surname>Vandenberghe</surname> <given-names>L.</given-names></name></person-group> (<year>2004</year>). <source>Convex Optimization</source>. <publisher-loc>Cambridge</publisher-loc>: <publisher-name>Cambridge University Press</publisher-name>.</citation></ref>
<ref id="B6"><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Boyd</surname> <given-names>S. P.</given-names></name> <name><surname>El Ghaoui</surname> <given-names>L.</given-names></name> <name><surname>Feron</surname> <given-names>E.</given-names></name> <name><surname>Balakrishnan</surname> <given-names>V.</given-names></name></person-group> (<year>1994</year>). <source>Linear Matrix Inequalities in System and Control Theory</source>, Vol. <volume>15</volume>. <publisher-name>SIAM</publisher-name>.</citation></ref>
<ref id="B7"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Casbeer</surname> <given-names>D. W.</given-names></name> <name><surname>Cao</surname> <given-names>Y.</given-names></name> <name><surname>Garcia</surname> <given-names>E.</given-names></name> <name><surname>Milutinovi&#x00107;</surname> <given-names>D.</given-names></name></person-group> (<year>2015</year>). &#x0201C;<article-title>Average bridge consensus: dealing with active-passive sensors</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>ASME Dynamic Systems and Control Conference</conf-name>, <conf-loc>Columbus</conf-loc>.</citation></ref>
<ref id="B8"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chen</surname> <given-names>F.</given-names></name> <name><surname>Cao</surname> <given-names>Y.</given-names></name> <name><surname>Ren</surname> <given-names>W.</given-names></name></person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Distributed average tracking of multiple time-varying reference signals with bounded derivatives</article-title>. <source>IEEE Trans. Automat. Contr.</source> <volume>57</volume>, <fpage>3169</fpage>&#x02013;<lpage>3174</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TAC.2012.2199176</pub-id></citation></ref>
<ref id="B9"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Chen</surname> <given-names>W.</given-names></name> <name><surname>Chowdhury</surname> <given-names>F. N.</given-names></name></person-group> (<year>2007</year>). <article-title>Simultaneous identification of time-varying parameters and estimation of system states using iterative learning observers</article-title>. <source>Int. J. Syst. Sci.</source> <volume>38</volume>, <fpage>39</fpage>&#x02013;<lpage>45</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00207720601042934</pub-id></citation></ref>
<ref id="B10"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Corless</surname> <given-names>M.</given-names></name> <name><surname>Tu</surname> <given-names>J.</given-names></name></person-group> (<year>1998</year>). <article-title>State and input estimation for a class of uncertain systems</article-title>. <source>Automatica</source> <volume>34</volume>, <fpage>757</fpage>&#x02013;<lpage>764</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/S0005-1098(98)00013-2</pub-id></citation></ref>
<ref id="B11"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Cunningham</surname> <given-names>A.</given-names></name> <name><surname>Indelman</surname> <given-names>V.</given-names></name> <name><surname>Dellaert</surname> <given-names>F.</given-names></name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>&#x0201C;DDF-SAM 2.0: consistent distributed smoothing and mapping,&#x0201D;</article-title> in <conf-name>2013 IEEE International Conference on Robotics and Automation</conf-name> (<conf-loc>Karlsruhe</conf-loc>: <conf-sponsor>IEEE</conf-sponsor>), <fpage>5220</fpage>&#x02013;<lpage>5227</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B12"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Demetriou</surname> <given-names>M. A.</given-names></name></person-group> (<year>2009</year>). <article-title>Natural consensus filters for second order infinite dimensional systems</article-title>. <source>Syst. Control Lett.</source> <volume>58</volume>, <fpage>826</fpage>&#x02013;<lpage>833</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.sysconle.2009.10.001</pub-id></citation></ref>
<ref id="B13"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Freeman</surname> <given-names>R. A.</given-names></name> <name><surname>Yang</surname> <given-names>P.</given-names></name> <name><surname>Lynch</surname> <given-names>K. M.</given-names></name></person-group> (<year>2006</year>). &#x0201C;<article-title>Stability and convergence properties of dynamic average consensus estimators</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>IEEE Conference on Decision and Control</conf-name>, <conf-loc>San Diego, CA</conf-loc>.</citation></ref>
<ref id="B14"><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Godsil</surname> <given-names>C. D.</given-names></name> <name><surname>Royle</surname> <given-names>G.</given-names></name> <name><surname>Godsil</surname> <given-names>C.</given-names></name></person-group> (<year>2001</year>). <source>Algebraic Graph Theory</source>, Vol. <volume>207</volume>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name>.</citation></ref>
<ref id="B15"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Hollinger</surname> <given-names>G. A.</given-names></name> <name><surname>Yerramalli</surname> <given-names>S.</given-names></name> <name><surname>Singh</surname> <given-names>S.</given-names></name> <name><surname>Mitra</surname> <given-names>U.</given-names></name> <name><surname>Sukhatme</surname> <given-names>G. S.</given-names></name></person-group> (<year>2015</year>). <article-title>Distributed data fusion for multirobot search</article-title>. <source>IEEE Trans. Robot.</source> <volume>31</volume>, <fpage>55</fpage>&#x02013;<lpage>66</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TRO.2014.2378411</pub-id></citation></ref>
<ref id="B16"><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ioannou</surname> <given-names>P. A.</given-names></name> <name><surname>Sun</surname> <given-names>J.</given-names></name></person-group> (<year>2012</year>). <source>Robust Adaptive Control</source>. <publisher-loc>Mineola, NY</publisher-loc>: <publisher-name>Courier Corporation</publisher-name>.</citation></ref>
<ref id="B17"><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Khalil</surname> <given-names>H. K.</given-names></name></person-group> (<year>2002</year>). <source>Nonlinear Systems</source>, <edition>3rd Edn</edition>. <publisher-loc>New Jersey</publisher-loc>: <publisher-name>Prentice Hall</publisher-name>, <fpage>9</fpage>.</citation></ref>
<ref id="B18"><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Khalil</surname> <given-names>H. K.</given-names></name></person-group> (<year>2014</year>). <source>Nonlinear Control</source>. <publisher-loc>Upper Saddle River, NJ</publisher-loc>: <publisher-name>Prentice Hall</publisher-name>.</citation></ref>
<ref id="B19"><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kim</surname> <given-names>K.</given-names></name></person-group> (<year>2011</year>). <source>K-Modification and a Novel Approach to Output Feedback Adaptive Control</source>. Doctoral dissertation, <publisher-name>Georgia Institute of Technology</publisher-name>, <publisher-loc>Atlanta</publisher-loc>.</citation></ref>
<ref id="B20"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kim</surname> <given-names>K.</given-names></name> <name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Calise</surname> <given-names>A. J.</given-names></name></person-group> (<year>2011</year>). &#x0201C;<article-title>A parameter dependent Riccati equation approach to output feedback adaptive control</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference</conf-name>, <conf-loc>Portland, OR</conf-loc>.</citation></ref>
<ref id="B21"><citation citation-type="other"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Kim</surname> <given-names>K.</given-names></name> <name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Calise</surname> <given-names>A. J.</given-names></name></person-group> (<year>2015</year>). <source>Systems and Methods for Parameter Dependent Riccati Equation Approaches to Adaptive Control</source>. US Patent 9,058,028.</citation></ref>
<ref id="B22"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Makarenko</surname> <given-names>A.</given-names></name> <name><surname>Durrant-Whyte</surname> <given-names>H.</given-names></name></person-group> (<year>2004</year>). &#x0201C;<article-title>Decentralized data fusion and control in active sensor networks</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>Proceedings of the Seventh International Conference on Information Fusion</conf-name>, Vol. <volume>1</volume>. <conf-loc>Stockholm</conf-loc>, <fpage>479</fpage>&#x02013;<lpage>486</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B23"><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mesbahi</surname> <given-names>M.</given-names></name> <name><surname>Egerstedt</surname> <given-names>M.</given-names></name></person-group> (<year>2010</year>). <source>Graph Theoretic Methods in Multiagent Networks</source>. <publisher-loc>Princeton, NJ</publisher-loc>: <publisher-name>Princeton University Press</publisher-name>.</citation></ref>
<ref id="B24"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mill&#x000E1;n</surname> <given-names>P.</given-names></name> <name><surname>Orihuela</surname> <given-names>L.</given-names></name> <name><surname>Vivas</surname> <given-names>C.</given-names></name> <name><surname>Rubio</surname> <given-names>F.</given-names></name> <name><surname>Dimarogonas</surname> <given-names>D. V.</given-names></name> <name><surname>Johansson</surname> <given-names>K. H.</given-names></name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Sensor-network-based robust distributed control and estimation</article-title>. <source>Control Eng. Pract.</source> <volume>21</volume>, <fpage>1238</fpage>&#x02013;<lpage>1249</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.conengprac.2013.05.002</pub-id></citation></ref>
<ref id="B25"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mohamed</surname> <given-names>K.</given-names></name> <name><surname>Chadli</surname> <given-names>M.</given-names></name> <name><surname>Chaabane</surname> <given-names>M.</given-names></name></person-group> (<year>2012</year>). <article-title>Unknown inputs observer for a class of nonlinear uncertain systems: an LMI approach</article-title>. <source>Int. J. Autom. Comput.</source> <volume>9</volume>, <fpage>331</fpage>&#x02013;<lpage>336</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11633-012-0652-2</pub-id></citation></ref>
<ref id="B26"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Mu</surname> <given-names>B.</given-names></name> <name><surname>Chowdhary</surname> <given-names>G.</given-names></name> <name><surname>How</surname> <given-names>J. P.</given-names></name></person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Efficient distributed sensing using adaptive censoring-based inference</article-title>. <source>Automatica</source> <volume>50</volume>, <fpage>1590</fpage>&#x02013;<lpage>1602</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.automatica.2014.04.013</pub-id></citation></ref>
<ref id="B27"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Olfati-Saber</surname> <given-names>R.</given-names></name></person-group> (<year>2005</year>). &#x0201C;<article-title>Distributed Kalman filter with embedded consensus filters</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>Proceedings of the 44th IEEE Conference on Decision and Control</conf-name> (<conf-loc>Seville</conf-loc>: <conf-sponsor>IEEE</conf-sponsor>), <fpage>8179</fpage>&#x02013;<lpage>8184</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B28"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Olfati-Saber</surname> <given-names>R.</given-names></name></person-group> (<year>2007</year>). &#x0201C;<article-title>Distributed Kalman filtering for sensor networks</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>IEEE Conference on Decision and Control</conf-name>, <conf-loc>New Orleans, LA</conf-loc>, <fpage>5492</fpage>&#x02013;<lpage>5498</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B29"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Olfati-Saber</surname> <given-names>R.</given-names></name> <name><surname>Shamma</surname> <given-names>J. S.</given-names></name></person-group> (<year>2005</year>). &#x0201C;<article-title>Consensus filters for sensor networks and distributed sensor fusion</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>Proceedings of the 44th IEEE Conference on Decision and Control</conf-name>, <conf-loc>Seville</conf-loc>, <fpage>6698</fpage>&#x02013;<lpage>6703</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B30"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Peterson</surname> <given-names>J. D.</given-names></name> <name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name></person-group> (<year>2015</year>). &#x0201C;<article-title>An active&#x02013;passive networked multiagent systems approach to environment surveillance</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference</conf-name>, <conf-loc>Kissimmee, FL</conf-loc>.</citation></ref>
<ref id="B31"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Peterson</surname> <given-names>J. D.</given-names></name> <name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name></person-group> (<year>2016</year>). &#x0201C;<article-title>Application of active-passive dynamic consensus filter approach to multitarget tracking problem for situational awareness in unknown environments</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference</conf-name>, <conf-loc>San Diego, CA</conf-loc>, <fpage>1857</fpage>.</citation></ref>
<ref id="B32"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Peterson</surname> <given-names>J. D.</given-names></name> <name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Chowdhary</surname> <given-names>G.</given-names></name> <name><surname>Kannan</surname> <given-names>S.</given-names></name></person-group> (<year>2015</year>). &#x0201C;<article-title>Exploitation of heterogeneity in distributed sensing: an active-passive networked multiagent systems approach</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>American Control Conference</conf-name>, <conf-loc>Chicago, IL</conf-loc>, <fpage>4112</fpage>&#x02013;<lpage>4117</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B33"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Peterson</surname> <given-names>J. D.</given-names></name> <name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Pasiliao</surname> <given-names>E.</given-names></name></person-group> (<year>2016</year>). &#x0201C;<article-title>Generalizations on active-passive dynamic consensus filters</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>American Control Conference</conf-name>, <conf-loc>Boston, MA</conf-loc>, <fpage>3740</fpage>&#x02013;<lpage>3745</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B34"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Spanos</surname> <given-names>D. P.</given-names></name> <name><surname>Olfati-Saber</surname> <given-names>R.</given-names></name> <name><surname>Murray</surname> <given-names>R. M.</given-names></name></person-group> (<year>2005</year>). &#x0201C;<article-title>Dynamic consensus on mobile networks</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>IFAC World Congress</conf-name> (<conf-loc>Prague</conf-loc>: <conf-sponsor>Citeseer</conf-sponsor>), <fpage>1</fpage>&#x02013;<lpage>6</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B35"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Taylor</surname> <given-names>C. N.</given-names></name> <name><surname>Beard</surname> <given-names>R. W.</given-names></name> <name><surname>Humpherys</surname> <given-names>J.</given-names></name></person-group> (<year>2011</year>). &#x0201C;<article-title>Dynamic input consensus using integrators</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>American Control Conference</conf-name>, <conf-loc>San Francisco, CA</conf-loc>, <fpage>3357</fpage>&#x02013;<lpage>3362</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B36"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Tran</surname> <given-names>D.</given-names></name> <name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Jagannathan</surname> <given-names>S.</given-names></name></person-group> (<year>2017</year>). &#x0201C;<article-title>On local design and execution of a distributed input and state estimation architecture for heterogeneous sensor networks</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>American Control Conference</conf-name> (<conf-loc>Seattle, WA</conf-loc>: <conf-sponsor>IEEE</conf-sponsor>), <fpage>3874</fpage>&#x02013;<lpage>3879</lpage>.</citation></ref>
<ref id="B37"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Tran</surname> <given-names>D.</given-names></name> <name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Jagannathan</surname> <given-names>S.</given-names></name></person-group> (<year>2017</year>). <article-title>On local design and execution of a distributed input and state estimation architecture for heterogeneous sensor networks</article-title>. <source>IEEE J. Sel. Top. Signal Process.</source> <volume>5</volume>, <fpage>805</fpage>&#x02013;<lpage>816</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JSTSP.2011.2157658</pub-id></citation></ref>
<ref id="B38"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Ustebay</surname> <given-names>D.</given-names></name> <name><surname>Castro</surname> <given-names>R.</given-names></name> <name><surname>Rabbat</surname> <given-names>M.</given-names></name></person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Efficient decentralized approximation via selective gossip</article-title>. <source>IEEE J. Sel. Top. Signal Process.</source> <volume>5</volume>, <fpage>805</fpage>&#x02013;<lpage>816</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JSTSP.2011.2157658</pub-id></citation></ref>
<ref id="B39"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Volyanskyy</surname> <given-names>K. Y.</given-names></name> <name><surname>Haddad</surname> <given-names>W. M.</given-names></name> <name><surname>Calise</surname> <given-names>A. J.</given-names></name></person-group> (<year>2009</year>). <article-title>A new neuroadaptive control architecture for nonlinear uncertain dynamical systems: beyond <italic>&#x003C3;</italic>- and <italic>e</italic>-modifications</article-title>. <source>IEEE Trans. Neural Netw.</source> <volume>20</volume>, <fpage>1707</fpage>&#x02013;<lpage>1723</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TNN.2009.2030748</pub-id></citation></ref>
<ref id="B40"><citation citation-type="book"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name></person-group> (<year>2011</year>). <source>Advances in Adaptive Control Theory: Gradient-and Derivative-Free Approaches</source>. Doctoral dissertation, <publisher-name>Georgia Institute of Technology</publisher-name>, <publisher-loc>Atlanta</publisher-loc>.</citation></ref>
<ref id="B41"><citation citation-type="other"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name></person-group> (<year>2014</year>). <source>On Networks with Active and Passive Agents</source>. arXiv preprint <volume>arXiv</volume>:<fpage>1405.1480</fpage>.</citation></ref>
<ref id="B42"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Haddad</surname> <given-names>W. M.</given-names></name></person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Low-frequency learning and fast adaptation in model reference adaptive control</article-title>. <source>IEEE Trans. Automat. Contr.</source> <volume>58</volume>, <fpage>1080</fpage>&#x02013;<lpage>1085</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TAC.2012.2218667</pub-id></citation></ref>
<ref id="B43"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Kim</surname> <given-names>K.</given-names></name> <name><surname>Calise</surname> <given-names>A. J.</given-names></name></person-group> (<year>2011</year>). &#x0201C;<article-title>Derivative-free output feedback adaptive control</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>AIAA Guidance, Navigation, and Control Conference</conf-name>, <conf-loc>Portland, OR</conf-loc>.</citation></ref>
<ref id="B44"><citation citation-type="other"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Kim</surname> <given-names>K.</given-names></name> <name><surname>Calise</surname> <given-names>A. J.</given-names></name></person-group> (<year>2015</year>). <source>Systems and Methods for Derivative-Free Adaptive Control</source>. US Patent 8,996,195.</citation></ref>
<ref id="B45"><citation citation-type="confproc"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Peterson</surname> <given-names>J. D.</given-names></name></person-group> (<year>2014</year>). &#x0201C;<article-title>Distributed control of active-passive networked multiagent systems</article-title>,&#x0201D; in <conf-name>IEEE Conference on Decision and Control</conf-name>, <conf-loc>Los Angeles, CA</conf-loc>.</citation></ref>
<ref id="B46"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Yucelen</surname> <given-names>T.</given-names></name> <name><surname>Peterson</surname> <given-names>J. D.</given-names></name></person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Distributed control of active-passive networked multiagent systems</article-title>. <source>IEEE Trans. Control Netw. Syst.</source><pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCNS.2016.2545521</pub-id></citation></ref>
<ref id="B47"><citation citation-type="journal"><person-group person-group-type="author"><name><surname>Zavlanos</surname> <given-names>M. M.</given-names></name> <name><surname>Egerstedt</surname> <given-names>M. B.</given-names></name> <name><surname>Pappas</surname> <given-names>G. J.</given-names></name></person-group> (<year>2011</year>). <article-title>Graph-theoretic connectivity control of mobile robot networks</article-title>. <source>Proc. IEEE</source> <volume>99</volume>, <fpage>1525</fpage>&#x02013;<lpage>1540</lpage>.<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JPROC.2011.2157884</pub-id></citation></ref>
</ref-list>
</back>
</article>