<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.1 20151215//EN" "http://jats.nlm.nih.gov/publishing/1.1/JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xml:lang="en" article-type="research-article" dtd-version="1.1">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="pmc">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="nlm-ta">CMES</journal-id>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">CMES</journal-id>
<journal-title-group>
<journal-title>Computer Modeling in Engineering &#x0026; Sciences</journal-title>
</journal-title-group>
<issn pub-type="epub">1526-1506</issn>
<issn pub-type="ppub">1526-1492</issn>
<publisher>
<publisher-name>Tech Science Press</publisher-name>
<publisher-loc>USA</publisher-loc>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">72973</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.32604/cmes.2025.072973</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Article</subject>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Robust Control and Stabilization of Autonomous Vehicular Systems under Deception Attacks and Switching Signed Networks</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Robust Control and Stabilization of Autonomous Vehicular Systems under Deception Attacks and Switching Signed Networks</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Robust Control and Stabilization of Autonomous Vehicular Systems under Deception Attacks and Switching Signed Networks</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib id="author-1" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Alhazmi</surname><given-names>Muflih</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-1">1</xref></contrib>
<contrib id="author-2" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Hassan</surname><given-names>Waqar Ul</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-2">2</xref></contrib>
<contrib id="author-3" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Shaheen</surname><given-names>Saba</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-3">3</xref></contrib>
<contrib id="author-4" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Almazah</surname><given-names>Mohammed M. A.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-4">4</xref></contrib>
<contrib id="author-5" contrib-type="author" corresp="yes">
<name name-style="western"><surname>Niazi</surname><given-names>Azmat Ullah Khan</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-3">3</xref><email>azmatullah.khan@math.uol.edu.pk</email></contrib>
<contrib id="author-6" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Albasheir</surname><given-names>Nafisa A.</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-5">5</xref></contrib>
<contrib id="author-7" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Gargouri</surname><given-names>Ameni</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-6">6</xref></contrib>
<contrib id="author-8" contrib-type="author">
<name name-style="western"><surname>Iqbal</surname><given-names>Naveed</given-names></name><xref ref-type="aff" rid="aff-7">7</xref></contrib>
<aff id="aff-1"><label>1</label><institution>Department of Mathematics, College of Sciences, Northern Border University</institution>, <addr-line>Arar, 91413</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
<aff id="aff-2"><label>2</label><institution>Department of Mathematics, Faculty of Sciences, University of Mianwali</institution>, <addr-line>Mianwali, 42200, Punjab</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff-3"><label>3</label><institution>Department of Mathematics and Statistics, The University of Lahore</institution>, <addr-line>Sargodha, 40100</addr-line>, <country>Pakistan</country></aff>
<aff id="aff-4"><label>4</label><institution>Department of Mathematics, College of Sciences and Arts (Muhyil), King Khalid University</institution>, <addr-line>Muhyil, 61421</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
<aff id="aff-5"><label>5</label><institution>Department of Mathematics, College of Sciences and Arts (Magardah), King Khalid University</institution>, <addr-line>Magardah, 61421</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
<aff id="aff-6"><label>6</label><institution>Mathematics Department, College of Humanities and Science in Al Aflaj, Prince Sattam Bin Abdulaziz University</institution>, <addr-line>Al-Kharj, 11912</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
<aff id="aff-7"><label>7</label><institution>Department of Mathematics, College of Science, University of Ha&#x2019;il</institution>, <addr-line>Ha&#x2019;il, 2440</addr-line>, <country>Saudi Arabia</country></aff>
</contrib-group>
<author-notes>
<corresp id="cor1"><label>&#x002A;</label>Corresponding Author: Azmat Ullah Khan Niazi. Email: <email>azmatullah.khan@math.uol.edu.pk</email></corresp>
</author-notes>
<pub-date date-type="collection" publication-format="electronic">
<year>2025</year>
</pub-date>
<pub-date date-type="pub" publication-format="electronic">
<day>26</day><month>11</month><year>2025</year>
</pub-date>
<volume>145</volume>
<issue>2</issue>
<fpage>1903</fpage>
<lpage>1940</lpage>
<history>
<date date-type="received">
<day>08</day>
<month>09</month>
<year>2025</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>27</day>
<month>10</month>
<year>2025</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>&#x00A9; 2025 The Authors.</copyright-statement>
<copyright-year>2025</copyright-year>
<copyright-holder>Published by Tech Science Press.</copyright-holder>
<license xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<license-p>This work is licensed under a <ext-link ext-link-type="uri" xlink:type="simple" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">Creative Commons Attribution 4.0 International License</ext-link>, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.</license-p>
</license>
</permissions>
<self-uri content-type="pdf" xlink:href="TSP_CMES_72973.pdf"></self-uri>
<abstract>
<p>This paper proposes a model-based control framework for vehicle platooning systems with second-order nonlinear dynamics operating over switching signed networks, time-varying delays, and deception attacks. The study includes two configurations: a leaderless structure using Finite-Time Non-Singular Terminal Bipartite Consensus (FNTBC) and Fixed-Time Bipartite Consensus (FXTBC), and a leader&#x2014;follower structure ensuring structural balance and robustness against deceptive signals. In the leaderless model, a bipartite controller based on impulsive control theory, gauge transformation, and Markovian switching Lyapunov functions ensures mean-square stability and coordination under deception attacks and communication delays. The FNTBC achieves finite-time convergence depending on initial conditions, while the FXTBC guarantees fixed-time convergence independent of them, providing adaptability to different operating states. In the leader&#x2014;follower case, a discontinuous impulsive control law synchronizes all followers with the leader despite deceptive attacks and switching topologies, maintaining robust coordination through nonlinear corrective mechanisms. To validate the approach, simulations are conducted on systems of five and seventeen vehicles in both leaderless and leader&#x2014;follower configurations. The results demonstrate that the proposed framework achieves rapid consensus, strong robustness, and high resistance to deception attacks, offering a secure and scalable model-based control solution for modern vehicular communication networks.</p>
</abstract>
<kwd-group kwd-group-type="author">
<kwd>Autonomous vehicles</kwd>
<kwd>vehicle platooning</kwd>
<kwd>stabilization</kwd>
<kwd>decision and control systems</kwd>
<kwd>switching signed networks</kwd>
<kwd>leader&#x2013;follower coordination</kwd>
<kwd>gauge transformation</kwd>
<kwd>Lyapunov stability</kwd>
<kwd>deception and cybe-security attacks</kwd>
<kwd>secure vehicular networks</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<label>1</label>
<title>Introduction</title>
<p>Vehicular networking has become essential in modern intelligent transportation systems, enabling efficient communication for safety and coordination among vehicles. With 5G technology offering ultra-reliable and low-latency links, such networks support advanced applications requiring real-time responsiveness [<xref ref-type="bibr" rid="ref-1">1</xref>]. Recent research in vehicular ad hoc networks (VANETs) has emphasized enhancing routing stability, communication reliability, and control robustness through predictive and trajectory-based approaches. Predictive modeling techniques forecast future vehicular states, enabling routing algorithms to sustain reliable communication links even under rapidly changing mobility conditions [<xref ref-type="bibr" rid="ref-2">2</xref>]. Similarly, bus-trajectory-based street-centric routing leverages predefined bus routes to optimize message delivery and reduce latency in dense urban environments [<xref ref-type="bibr" rid="ref-3">3</xref>]. Furthermore, recent advances in prescribed-time optimal control for switched nonlinear systems provide a powerful framework for achieving optimal-precision coordination within vehicular platoons, ensuring that stability and convergence are attained within a user-defined time despite switching network and system nonlinearities [<xref ref-type="bibr" rid="ref-4">4</xref>]. Decision-making and motion planning frameworks ensure smooth, oscillation-free movement by coordinating perception and control modules [<xref ref-type="bibr" rid="ref-5">5</xref>]. Focuses on the importance of protecting vehicle location privacy to ensure secure communication and prevent tracking in intelligent transportation systems. Emphasizes privacy preservation as a key factor for safety and trust in vehicular networks [<xref ref-type="bibr" rid="ref-6">6</xref>]. Furthermore, semi-global stabilization of parabolic systems with input saturation ensures stability under actuator constraints using Lyapunov and back-stepping-based control, enhancing robustness in distributed vehicular dynamics [<xref ref-type="bibr" rid="ref-7">7</xref>]. Recent advancements in intelligent transportation and autonomous control systems focus on adaptive and resilient designs to ensure stability, coordination, and safety in dynamic environments. Knowledge-guided self-learning control strategies enhance mixed vehicle platoon performance under communication delays, while cognitive risk prediction models utilize spatiotemporal features to assess human driving behavior and prevent potential hazards [<xref ref-type="bibr" rid="ref-8">8</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-9">9</xref>]. Coordinated tracking control of integrated wheel-end systems supports precise motion management, and advanced identification algorithms improve network stability and fault detection in complex control structures for the surveillance task schedule [<xref ref-type="bibr" rid="ref-10">10</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-11">11</xref>]. Enhanced localization techniques using Low Earth Orbit (LEO) satellite signals strengthen real-time positioning accuracy in uncertain conditions [<xref ref-type="bibr" rid="ref-12">12</xref>]. Furthermore, recurrent neural network&#x2013;based sliding mode control provides robust stabilization for uncertain tilting quad rotor UAVs by handling external disturbances and modeling errors, while AI-driven perturbation defense techniques ensure accurate recognition of ultra high-speed weak targets, thereby reinforcing the reliability and intelligence of autonomous aerial and vehicular systems [<xref ref-type="bibr" rid="ref-13">13</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-14">14</xref>]. The intelligent vehicular systems highlights the integration of advanced testing, sensing, modeling, and resilient control strategies to ensure safety, autonomy, and robustness in dynamic environments. Adversarial scenario generation using hierarchical reinforcement architectures provides rigorous validation for intelligent vehicles, while high-fidelity ultrasonic radar in-the-loop testing enables realistic assessment of automatic parking systems [<xref ref-type="bibr" rid="ref-15">15</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-16">16</xref>]. Lane-changing models that incorporate human driving behavior and spatiotemporal decision features enhance motion prediction and cooperative driving accuracy [<xref ref-type="bibr" rid="ref-17">17</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-18">18</xref>].</p>
<p>Adaptive PI event-triggered control strategies for nonlinear systems with input delays enhance system responsiveness and robustness against time-varying uncertainties, contributing to improved stability in networked control environments [<xref ref-type="bibr" rid="ref-19">19</xref>]. The trade-off between code estimation error rate and terminal gain has been analyzed to strengthen communication reliability and resilience against adversarial disturbances in vehicle networks [<xref ref-type="bibr" rid="ref-20">20</xref>]. Furthermore, an improved social force model based on pedestrian collision avoidance behavior in counterflow conditions provides deeper insight into dynamic interactions within mixed traffic environments, improving safety and flow efficiency [<xref ref-type="bibr" rid="ref-21">21</xref>]. A hybrid framework combining neural networks with physics-based estimators enables accurate vehicle longitudinal dynamics modeling using limited driving data, bridging the gap between data-driven learning and physical interpretability [<xref ref-type="bibr" rid="ref-22">22</xref>]. Distributed safety-critical formation control using contracting bearing estimators and control barrier functions ensures reliable coordination among connected vehicles under sensing and communication limitations [<xref ref-type="bibr" rid="ref-23">23</xref>]. Finally, intelligent event-triggered lane-keeping security control mechanisms for autonomous vehicles under Denial-of-Service (DoS) attacks significantly enhance communication efficiency and cyber-resilience in connected vehicular networks [<xref ref-type="bibr" rid="ref-24">24</xref>]. Finally, stability and stabilization principles for sampled-data Lurie systems provide theoretical foundations supporting the implementation of these intelligent control strategies in discrete-time vehicular applications [<xref ref-type="bibr" rid="ref-25">25</xref>].</p>
<p>The intelligent autonomous systems and robust control highlights advances in perception, learning, and cooperative navigation to ensure safe and efficient decision-making in complex environments. Human interaction recognition using extended filtering improves behavior estimation and interaction awareness, while real-time contactless eye-blink detection enhances driver safety by monitoring fatigue without physical sensors [<xref ref-type="bibr" rid="ref-26">26</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-27">27</xref>]. Interaction-aware trajectory prediction based on transformer-driven transfer learning enables proactive motion planning by forecasting surrounding agents&#x2019; intentions, thus improving collision avoidance and cooperative driving efficiency [<xref ref-type="bibr" rid="ref-28">28</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-29">29</xref>]. Robust localization frameworks integrating multi-sensor fusion and synchronization algorithms ensure precise navigation performance despite urban signal interference and noise [<xref ref-type="bibr" rid="ref-30">30</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-31">31</xref>]. Additionally, noise-tolerant and predefined-time zeroing neural networks offer resilient synchronization and rapid dynamic computations for nonlinear systems, supporting stable control performance under disturbances [<xref ref-type="bibr" rid="ref-32">32</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-33">33</xref>]. Furthermore, vehicle-assisted service caching and task offloading in vehicular edge computing, when combined with Nash-equilibrium-based robust control under servo constraints, significantly enhance distributed coordination, reduce latency, and enable adaptive cooperative operation in autonomous and humanoid robotic systems [<xref ref-type="bibr" rid="ref-34">34</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-35">35</xref>].</p>
<p>Research on vehicular perception and control emphasizes adaptive learning and deception-resilient recognition to ensure reliability and safety in dynamic driving environments. A neural network incorporating plasticity effectively detects driver fatigue on real roads by adapting to changing behavioral and physiological patterns while resisting deceptive signal variations that may mask true driver conditions [<xref ref-type="bibr" rid="ref-36">36</xref>]. Likewise, a self-supervised evaluation method using a hyper graph neural network with dynamic feature learning accurately assesses insulation conditions in vehicle cable terminals, remaining robust against deceptive or corrupted sensor inputs that could threaten electrical stability and safety [<xref ref-type="bibr" rid="ref-37">37</xref>]. Together, these studies highlight how adaptive and self-learning neural models strengthen resilience and situational awareness in modern vehicular systems. Research on cyber&#x2013;physical resilience and deception-resistant control in vehicular and transportation networks integrates detection, coordination, and adaptive learning to counter malicious interference and data manipulation. A DDoS detection framework using interquartile range and deep feature fusion convolutional networks identifies abnormal traffic behaviors in software-defined systems, serving as the first layer of defense against large-scale deception-based disruptions [<xref ref-type="bibr" rid="ref-38">38</xref>]. Complementing this, AST-based static fuzz mutation enhances software reliability by identifying concurrency vulnerabilities that attackers might exploit to inject deceptive commands or data anomalies [<xref ref-type="bibr" rid="ref-39">39</xref>]. Presents distributed robust finite-time consensus protocols designed for nonlinear multi-agent systems under uncertainties and disturbances. Emphasizes rapid convergence and resilience, ensuring system stability within a finite time through decentralized control strategies [<xref ref-type="bibr" rid="ref-40">40</xref>]. Perception task-oriented information sharing across autonomous vehicles further strengthens system awareness, enabling robust response to occlusion-based or deceptive sensory manipulation [<xref ref-type="bibr" rid="ref-41">41</xref>]. To ensure secure dynamic control, fixed-time safe tracking for uncertain nonlinear systems achieves rapid recovery and resilience against feedback distortion or deceptive control signals [<xref ref-type="bibr" rid="ref-42">42</xref>]. Finally, machine learning-driven analysis of transport infrastructure connectivity and conflict resolution enhances system resilience by detecting hidden anomalies and strategic deception within large-scale transportation data [<xref ref-type="bibr" rid="ref-43">43</xref>]. Moreover, recent robust adaptive control strategies further strengthen platoon coordination by incorporating disturbance estimation, compensation, and resilience against network disconnections and finite-time networks [<xref ref-type="bibr" rid="ref-44">44</xref>,<xref ref-type="bibr" rid="ref-45">45</xref>], ensuring reliable and secure operation across varying traffic and communication conditions in complex fractional-order networks.</p>
<p>Motivated by the challenges of maintaining coordination and stability in nonlinear vehicle platoons affected by time-varying delays, switching topologies, and deception attacks, this study presents a unified model-based control framework integrating both finite-time and fixed-time bipartite consensus schemes. The main contributions are as follows:
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>A distributed impulsive control protocol is designed to achieve Finite-Time Non-Singular Terminal Bipartite Consensus (FNTBC) and Fixed-Time Bipartite Consensus (FXTBC) under switching signed networks, ensuring rapid convergence and resilience to communication disturbances.</p></list-item>
<list-item>
<p>A deception-attack detection and suppression mechanism is incorporated within impulsive control events, enhancing network security and maintaining synchronization accuracy under malicious data manipulation.</p></list-item>
<list-item>
<p>The vehicle dynamics are modeled as second-order nonlinear systems capturing both position and velocity behaviors, accurately reflecting realistic platoon interactions.</p></list-item>
<list-item>
<p>A delay-compensated control strategy is introduced to handle time-varying communication delays, preserving coordinated motion despite asynchronous updates.</p></list-item>
<list-item>
<p>The stability and boundedness of the proposed framework are rigorously established using Lyapunov theory, impulsive differential systems, and Markovian switching models.</p></list-item>
<list-item>
<p>The overall framework operates using only local information, making it scalable and implementable in large-scale vehicular communication networks.</p></list-item>
</list></p>
<p>The following sections make up the rest of this paper:
<list list-type="simple">
<list-item><label>1.</label><p><xref ref-type="sec" rid="s1">Section 1</xref> provides background information and research motivation, and the primary contributions of the study.</p></list-item>
<list-item><label>2.</label><p><xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref> provides a brief overview of graph theory basics before moving on to analyze impulsive systems under finite- and fixed-time stability conditions with their required assumptions and definitions, and problem formulation.</p></list-item>
<list-item><label>3.</label><p><xref ref-type="sec" rid="s3">Section 3</xref> contains the main analytical results, which include leaderless and leader-following control strategies for finite-time and fixed-time bounded consensus in networked vehicle systems, supported by four principal theorems.</p></list-item>
<list-item><label>4.</label><p><xref ref-type="sec" rid="s4">Section 4</xref> presents simulation results which confirm the effectiveness of the proposed control methods.</p></list-item>
<list-item><label>5.</label><p><xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref> of the paper presents essential findings together with recommendations for additional research.</p></list-item>
</list></p>
</sec>
<sec id="s2">
<label>2</label>
<title>Problem Statement</title>
<sec id="s2_1">
<label>2.1</label>
<title>Graph Theory</title>
<p>A signed graph <inline-formula id="ieqn-1"><mml:math id="mml-ieqn-1"><mml:mrow><mml:mi>G</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> represents a vehicle platooning. The set of nodes is given as <inline-formula id="ieqn-2"><mml:math id="mml-ieqn-2"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula> representing individual vehicles in this model. The set of edges <inline-formula id="ieqn-3"><mml:math id="mml-ieqn-3"><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>&#x2286;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the communication links that connect pairs of vehicles. The communication network structure is encoded in the weighted adjacency matrix <inline-formula id="ieqn-4"><mml:math id="mml-ieqn-4"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>, which describes the interactions between these vehicles.</p>
<p>A nonzero weight <inline-formula id="ieqn-5"><mml:math id="mml-ieqn-5"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> value shows that there exists an edge connecting nodes <inline-formula id="ieqn-6"><mml:math id="mml-ieqn-6"><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-7"><mml:math id="mml-ieqn-7"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula> such that <inline-formula id="ieqn-8"><mml:math id="mml-ieqn-8"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The neighborhood of vehicle <inline-formula id="ieqn-9"><mml:math id="mml-ieqn-9"><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></inline-formula> is defined as <inline-formula id="ieqn-10"><mml:math id="mml-ieqn-10"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> The signed graph <italic>G</italic> is undirected if the edge set meets the condition <inline-formula id="ieqn-11"><mml:math id="mml-ieqn-11"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x21D4;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>The weights <inline-formula id="ieqn-12"><mml:math id="mml-ieqn-12"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> may be either positive or negative; a positive weight <inline-formula id="ieqn-13"><mml:math id="mml-ieqn-13"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> means that the vehicles are cooperative with each other, while a negative weight <inline-formula id="ieqn-14"><mml:math id="mml-ieqn-14"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> means that the vehicles are adversarial with each other. A sequence of edges such as <inline-formula id="ieqn-15"><mml:math id="mml-ieqn-15"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Where all intermediate nodes <inline-formula id="ieqn-16"><mml:math id="mml-ieqn-16"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> for <inline-formula id="ieqn-17"><mml:math id="mml-ieqn-17"><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula> are distinct, is referred to as a path from node <inline-formula id="ieqn-18"><mml:math id="mml-ieqn-18"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> to node <inline-formula id="ieqn-19"><mml:math id="mml-ieqn-19"><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>A graph is considered connected if, for any pair of distinct nodes <inline-formula id="ieqn-20"><mml:math id="mml-ieqn-20"><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-21"><mml:math id="mml-ieqn-21"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula> where <inline-formula id="ieqn-22"><mml:math id="mml-ieqn-22"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula>, there exists a path connecting them. The Laplacian matrix <inline-formula id="ieqn-23"><mml:math id="mml-ieqn-23"><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> for a signed graph <italic>G</italic> is defined such that the diagonal elements are given as <inline-formula id="ieqn-24"><mml:math id="mml-ieqn-24"><mml:msub><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mstyle scriptlevel="1"><mml:mtable rowspacing="0.1em" columnspacing="0em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mstyle></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p>The off-diagonal entries are <inline-formula id="ieqn-25"><mml:math id="mml-ieqn-25"><mml:msub><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, for <inline-formula id="ieqn-26"><mml:math id="mml-ieqn-26"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The network becomes an augmented graph <inline-formula id="ieqn-27"><mml:math id="mml-ieqn-27"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> by adding a leader node, indexed as node 0. The node set transforms into <inline-formula id="ieqn-28"><mml:math id="mml-ieqn-28"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula> while the edge set becomes <inline-formula id="ieqn-29"><mml:math id="mml-ieqn-29"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x2286;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. A communication link from the leader to the vehicle <inline-formula id="ieqn-30"><mml:math id="mml-ieqn-30"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula> is established if <inline-formula id="ieqn-31"><mml:math id="mml-ieqn-31"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the leader shares information with the vehicle otherwise <inline-formula id="ieqn-32"><mml:math id="mml-ieqn-32"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. The diagonal matrix <inline-formula id="ieqn-33"><mml:math id="mml-ieqn-33"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>20</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> represents the leader&#x2019;s influence power within the network structure. The modified Laplacian matrix takes into account the leader&#x2019;s input through this expression <inline-formula id="ieqn-34"><mml:math id="mml-ieqn-34"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><bold>Lemma 1.</bold> <italic>[<xref ref-type="bibr" rid="ref-46">46</xref>] A signed graph G is structurally balanced if it contains a spanning tree. The Laplacian matrix</italic> <inline-formula id="ieqn-35"><mml:math id="mml-ieqn-35"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <italic>which includes the leader&#x2019;s influence, becomes positive definite when the leader node acts as the root of this spanning tree in a structurally balanced network signed graph</italic> <inline-formula id="ieqn-36"><mml:math id="mml-ieqn-36"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>G</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <italic>This ensures both structural coherence and stability in the network</italic>.</p>
<p><bold>Definition 1.</bold> <italic>[<xref ref-type="bibr" rid="ref-46">46</xref>] A signed graph G is considered structurally balanced if its node set V can be divided into two disjoint subsets</italic> <inline-formula id="ieqn-37"><mml:math id="mml-ieqn-37"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-38"><mml:math id="mml-ieqn-38"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>such that</italic>
<disp-formula id="ueqn-1"><mml:math id="mml-ueqn-1" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2229;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x2205;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x222A;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The edge weights satisfy the condition</italic> <inline-formula id="ieqn-39"><mml:math id="mml-ieqn-39"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>when both nodes</italic> <inline-formula id="ieqn-40"><mml:math id="mml-ieqn-40"><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-41"><mml:math id="mml-ieqn-41"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>are in the same subset</italic> <inline-formula id="ieqn-42"><mml:math id="mml-ieqn-42"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>while</italic> <inline-formula id="ieqn-43"><mml:math id="mml-ieqn-43"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>when</italic> <inline-formula id="ieqn-44"><mml:math id="mml-ieqn-44"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>q</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-45"><mml:math id="mml-ieqn-45"><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <italic>in which</italic> <inline-formula id="ieqn-46"><mml:math id="mml-ieqn-46"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>If such a partition does not exist, the graph is termed structurally unbalanced. To formalize this concept, the set</italic> <inline-formula id="ieqn-47"><mml:math id="mml-ieqn-47"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>defined as</italic>
<disp-formula id="ueqn-2"><mml:math id="mml-ueqn-2" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>diag</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>|</mml:mo><mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>}</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>Each matrix</italic> <inline-formula id="ieqn-48"><mml:math id="mml-ieqn-48"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>corresponds to a particular partitioning of the graph, where nodes are assigned according to the sign of</italic> <inline-formula id="ieqn-49"><mml:math id="mml-ieqn-49"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>.
<disp-formula id="ueqn-3"><mml:math id="mml-ueqn-3" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2223;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The following vehicle platooning provides conditions that are equivalent to the structural balance of the graph</italic>.</p>
<p><bold>Lemma 2.</bold> <italic>[<xref ref-type="bibr" rid="ref-46">46</xref>] A signed graph G is said to be connected and structurally balanced if it satisfies the following conditions</italic></p>
<p><list list-type="bullet">
<list-item>
<p><italic>A diagonal matrix</italic> <inline-formula id="ieqn-50"><mml:math id="mml-ieqn-50"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>exists which transforms the matrix</italic> <inline-formula id="ieqn-51"><mml:math id="mml-ieqn-51"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49C;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>into a form where all entries are nonnegative</italic>.</p></list-item>
<list-item>
<p><italic>The associated Laplacian matrix</italic> <inline-formula id="ieqn-52"><mml:math id="mml-ieqn-52"><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>is positive semidefinite, having exactly one eigenvalue equal to zero</italic>.</p></list-item>
</list></p>
<p><bold>Lemma 3.</bold> <italic>The bipartite consensus formulation uses the gauge transformation</italic> <inline-formula id="ieqn-53"><mml:math id="mml-ieqn-53"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">g</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula id="ieqn-54"><mml:math id="mml-ieqn-54"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>The transformation</italic> <inline-formula id="ieqn-55"><mml:math id="mml-ieqn-55"><mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>I</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>results in an orthogonal matrix that maintains the original norm values of the input vectors</italic> <inline-formula id="ieqn-56"><mml:math id="mml-ieqn-56"><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><italic>The mapping</italic> <inline-formula id="ieqn-57"><mml:math id="mml-ieqn-57"><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x21A6;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x21A6;</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>leaves all vehicle state constraints of the form</italic> <inline-formula id="ieqn-58"><mml:math id="mml-ieqn-58"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><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 stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-59"><mml:math id="mml-ieqn-59"><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><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 stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>unchanged. The transformed Laplacian</italic> <inline-formula id="ieqn-60"><mml:math id="mml-ieqn-60"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>retains the spectral characteristics of</italic> <inline-formula id="ieqn-61"><mml:math id="mml-ieqn-61"><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>and maintains a bounded Lyapunov function</italic> <inline-formula id="ieqn-62"><mml:math id="mml-ieqn-62"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>H</mml:mi></mml:math></inline-formula>. <italic>The gauge transformation maintains constraint satisfaction because it prevents the transformed consensus dynamics from increasing system state values</italic>.</p>
<p><bold>Remark 1.</bold> <italic>Lemma 3 demonstrates that the gauge transformation maintains bounded vehicle states because it protects the absolute values of the states. The transformation between cooperative and competitive clusters only changes the sign of the states but keeps their magnitudes unchanged, which results in physically valid state trajectories for bipartite consensus</italic>.</p>
<p><bold>Remark 2.</bold> <italic>In this work, we assume that external disturbances (such as aerodynamic drag, tire friction variation, road slope, and wind) are bounded or sufficiently small relative to the primary destabilizing effects considered. According to recent studies such as [<xref ref-type="bibr" rid="ref-47">47</xref>], network disconnections and communication delays rank among the top contributors to platoon instability, whereas external disturbances, while non-negligible, have a smaller relative impact. Under this assumption, we focus primarily on mitigating communication-based uncertainties and deception attacks.</italic></p>
</sec>
<sec id="s2_2">
<label>2.2</label>
<title>Analysis of Impulsive Systems under Finite-Time and Fixed-Time Stability</title>
<p>Vehicle platooning consists of <italic>M</italic> vehicles that demonstrate nonlinear impulsive behavior. The dynamics of each vehicle are characterized by the following equations
<disp-formula id="eqn-1"><label>(1)</label><mml:math id="mml-eqn-1" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>for&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>for&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A5;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>at&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A5;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext>at&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The state vector of the <inline-formula id="ieqn-63"><mml:math id="mml-ieqn-63"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> vehicle is represented by <inline-formula id="ieqn-64"><mml:math id="mml-ieqn-64"><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-65"><mml:math id="mml-ieqn-65"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> composed of its position and velocity in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref>. The system evolves continuously through <inline-formula id="ieqn-66"><mml:math id="mml-ieqn-66"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula>, which governs the vehicle&#x2019;s dynamics between the impulsive moments and is assumed to be a continuous mapping. The discrete (impulsive) behavior is described by the function <inline-formula id="ieqn-67"><mml:math id="mml-ieqn-67"><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi></mml:msub><mml:mo>:</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula>, which is also a continuous function. Each impulsive event at time <inline-formula id="ieqn-68"><mml:math id="mml-ieqn-68"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> results in a state change of the vehicle according to
<disp-formula id="ueqn-5"><mml:math id="mml-ueqn-5" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A5;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="ueqn-6"><mml:math id="mml-ueqn-6" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A5;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>The state vector <inline-formula id="ieqn-69"><mml:math id="mml-ieqn-69"><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-70"><mml:math id="mml-ieqn-70"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> remains left-continuous which means <inline-formula id="ieqn-71"><mml:math id="mml-ieqn-71"><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-72"><mml:math id="mml-ieqn-72"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> while the post-impulse state can be equivalently expressed as <inline-formula id="ieqn-73"><mml:math id="mml-ieqn-73"><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A5;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-74"><mml:math id="mml-ieqn-74"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A5;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> This framework provides a rigorous basis for the analysis of how impulsive effects contribute to the finite-time or fixed-time stabilization of the overall system.</p>
<p><bold>Lemma 4.</bold> <italic>[<xref ref-type="bibr" rid="ref-48">48</xref>] Suppose</italic> <inline-formula id="ieqn-75"><mml:math id="mml-ieqn-75"><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>with parameters</italic> <inline-formula id="ieqn-76"><mml:math id="mml-ieqn-76"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-77"><mml:math id="mml-ieqn-77"><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <italic>The following inequalities are satisfied</italic>
<disp-formula id="eqn-2"><label>(2)</label><mml:math id="mml-eqn-2" display="block"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msubsup><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>These results show that under the given conditions, the</italic> <inline-formula id="ieqn-78"><mml:math id="mml-ieqn-78"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-79"><mml:math id="mml-ieqn-79"><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>powers of non-negative sequences are bounded by the sum of the original elements</italic>.</p>
<p><bold>Lemma 5.</bold> <italic>[<xref ref-type="bibr" rid="ref-49">49</xref>] Let&#x2019;s analyze the nonlinear impulsive system defined by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref> and suppose there be a function</italic> <inline-formula id="ieqn-80"><mml:math id="mml-ieqn-80"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>such that for all times</italic> <inline-formula id="ieqn-81"><mml:math id="mml-ieqn-81"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>the inequality</italic> <inline-formula id="ieqn-82"><mml:math id="mml-ieqn-82"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> <italic>holds, and at the impulse times</italic> <inline-formula id="ieqn-83"><mml:math id="mml-ieqn-83"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>it must fulfills</italic> <inline-formula id="ieqn-84"><mml:math id="mml-ieqn-84"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>In this context, where</italic> <inline-formula id="ieqn-85"><mml:math id="mml-ieqn-85"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-86"><mml:math id="mml-ieqn-86"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>the impulsive system is guaranteed to be finite-time stable. Moreover, the finite settling time</italic> <inline-formula id="ieqn-87"><mml:math id="mml-ieqn-87"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>taken by the state to reach the origin, is given as</italic>
<disp-formula id="ueqn-8"><mml:math id="mml-ueqn-8" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><bold>Lemma 6.</bold> <italic>[<xref ref-type="bibr" rid="ref-50">50</xref>] Consider a system characterized by a bounded impulsive interval</italic> <inline-formula id="ieqn-88"><mml:math id="mml-ieqn-88"><mml:msup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>defined over an impulsive sequence</italic> <inline-formula id="ieqn-89"><mml:math id="mml-ieqn-89"><mml:mtext>&#x003B5;</mml:mtext><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">N</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>with</italic> <inline-formula id="ieqn-90"><mml:math id="mml-ieqn-90"><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-91"><mml:math id="mml-ieqn-91"><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>as the maximum and minimum bounds of</italic> <inline-formula id="ieqn-92"><mml:math id="mml-ieqn-92"><mml:msup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula>. <italic>Assume that there is a scalar function</italic> <inline-formula id="ieqn-93"><mml:math id="mml-ieqn-93"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>that satisfies the following conditions</italic></p>
<p><italic>1. For all</italic> <inline-formula id="ieqn-94"><mml:math id="mml-ieqn-94"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>the function is bounded as</italic> <inline-formula id="ieqn-95"><mml:math id="mml-ieqn-95"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03BE;</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula></p>
<p><italic>2. The jump condition</italic> <inline-formula id="ieqn-96"><mml:math id="mml-ieqn-96"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>applies for every impulsive instant</italic> <inline-formula id="ieqn-97"><mml:math id="mml-ieqn-97"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. <italic>Under these assumptions, the system <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">Eq. (1)</xref> is guaranteed to reach a fixed-time stable state. The total convergence time</italic> <inline-formula id="ieqn-98"><mml:math id="mml-ieqn-98"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>is given as</italic></p>
<p><list list-type="bullet">
<list-item>
<p><italic>For</italic> <inline-formula id="ieqn-99"><mml:math id="mml-ieqn-99"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>
<disp-formula id="ueqn-2628"><mml:math id="mml-ueqn-2628" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item>
<p><italic>For</italic> <inline-formula id="ieqn-100"><mml:math id="mml-ieqn-100"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>
<disp-formula id="ueqn-123"><mml:math id="mml-ueqn-123" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>Such that all the constants fulfill</italic></p></list-item>
</list></p>
<p><inline-formula id="ieqn-101"><mml:math id="mml-ieqn-101"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mtext>and</mml:mtext><mml:mspace width="1em" /><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula></p>
<p><italic>3. The derivative of</italic> <inline-formula id="ieqn-102"><mml:math id="mml-ieqn-102"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>when</italic> <inline-formula id="ieqn-103"><mml:math id="mml-ieqn-103"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>can be expressed as</italic>
<disp-formula id="ueqn-11"><mml:math id="mml-ueqn-11" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>b</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="s2_3">
<label>2.3</label>
<title>Problem Formulation</title>
<p>Examine a second-order vehicle platooning consisting of <italic>M</italic> vehicles that communicate through an undirected signed graph <italic>G</italic>. The following describes the dynamics of the leader&#x2019;s behavior.
<disp-formula id="eqn-3"><label>(3)</label><mml:math id="mml-eqn-3" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-104"><mml:math id="mml-ieqn-104"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> denote the position and velocity of the leader while <inline-formula id="ieqn-105"><mml:math id="mml-ieqn-105"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> represents its control input vector, which determines the state evolution over time.</p>
<p>The dynamic behavior of each vehicle is modeled as
<disp-formula id="eqn-4"><label>(4)</label><mml:math id="mml-eqn-4" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>The control input is given as <inline-formula id="ieqn-106"><mml:math id="mml-ieqn-106"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> while, <inline-formula id="ieqn-107"><mml:math id="mml-ieqn-107"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> denote the position and velocity of the <inline-formula id="ieqn-108"><mml:math id="mml-ieqn-108"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> vehicle. The network contains a specific leader in certain cases, and other vehicles must follow or synchronize their states with this leader.</p>
<p><bold>Assumption 1.</bold> <italic>The leaderless system <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eq. (3)</xref> operates under the assumption that the interaction graph remains structurally balanced and connected, which enables reliable information exchange and vehicle state alignment. The leader-following framework uses systems <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eqs. (3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> under the assumption that the communication topology G contains a directed spanning tree with the leader positioned at the root. The network structure ensures that the leader&#x2019;s information reaches all followers either directly or indirectly</italic>.</p>
<p><italic>The set of nodes in the signed graph G can be divided into two disjoint subsets</italic> <inline-formula id="ieqn-109"><mml:math id="mml-ieqn-109"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-110"><mml:math id="mml-ieqn-110"><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>according to assumption <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">(1)</xref> reflecting the structurally balanced nature of the network. The main objective is to design a class of impulsive control strategies that can steer the vehicles to bipartite consensus within a finite or fixed time horizon, as formally stated in the following section</italic>.</p>
<p><bold>Definition 2.</bold> <italic>Considering a leaderless vehicle platooning governed by system <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> is said to achieve finite-time bipartite consensus if, for some appropriate control input</italic> <inline-formula id="ieqn-111"><mml:math id="mml-ieqn-111"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>and a finite time</italic> <inline-formula id="ieqn-112"><mml:math id="mml-ieqn-112"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>which may depend on the initial conditions of vehicles, for any</italic> <inline-formula id="ieqn-113"><mml:math id="mml-ieqn-113"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>the following condition must satisfied</italic>,
<disp-formula id="eqn-5"><label>(5)</label><mml:math id="mml-eqn-5" display="block"><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">lim</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>V</mml:mi></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>where</italic> <inline-formula id="ieqn-114"><mml:math id="mml-ieqn-114"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>is a constant and</italic> <inline-formula id="ieqn-115"><mml:math id="mml-ieqn-115"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mo>&#x00B1;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>This means that the state</italic> <inline-formula id="ieqn-116"><mml:math id="mml-ieqn-116"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>converges to either</italic> <inline-formula id="ieqn-117"><mml:math id="mml-ieqn-117"><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>or</italic> <inline-formula id="ieqn-118"><mml:math id="mml-ieqn-118"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C1;</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>within time</italic> <inline-formula id="ieqn-119"><mml:math id="mml-ieqn-119"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>based on the value of</italic> <inline-formula id="ieqn-120"><mml:math id="mml-ieqn-120"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. <italic>Here</italic>, <inline-formula id="ieqn-121"><mml:math id="mml-ieqn-121"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>is called the settling time. The leader-following vehicle platooning described by systems <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> requires the following condition for finite time bipartite consensus (FNTBC).</italic>
<disp-formula id="eqn-6"><label>(6)</label><mml:math id="mml-eqn-6" display="block"><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">lim</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x2192;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>If the</italic> <inline-formula id="ieqn-122"><mml:math id="mml-ieqn-122"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>then the</italic> <inline-formula id="ieqn-123"><mml:math id="mml-ieqn-123"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>vehicle belongs to</italic> <inline-formula id="ieqn-124"><mml:math id="mml-ieqn-124"><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula><italic>; otherwise</italic>, <inline-formula id="ieqn-125"><mml:math id="mml-ieqn-125"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <italic>Furthermore, a system reaches fixed-time bipartite consensus when the settling time</italic> <inline-formula id="ieqn-126"><mml:math id="mml-ieqn-126"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>remains independent of initial states</italic>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3">
<label>3</label>
<title>Main Results</title>
<p>This section examines control mechanisms for both leaderless and leader-driven vehicle platooning under finite-time and fixed-time boundary consensus protocols. The mechanisms operate within an impulsive control framework to achieve coordination under specified convergence criteria.</p>
<sec id="s3_1">
<label>3.1</label>
<title>Leaderless Finite-Time Bipartite Consensus (FNTBC) and Fixed-Time Bipartite Consensus (FXTBC) in Networked Vehicles</title>
<p>The concepts of Finite-Time Non-Singular Terminal Bipartite Consensus (FNTBC) and Fixed-Time Bipartite Consensus (FXTBC) play crucial roles in ensuring rapid coordination among networked vehicles. Although both aim to achieve bipartite consensus in a finite duration, their convergence characteristics differ significantly.</p>
<p>Specifically, FNTBC guarantees that the consensus among agents is reached within a finite time that depends on the initial conditions of the system. The convergence rate in this case varies with the magnitude of initial errors, leading to fast stabilization when initial discrepancies are small. In contrast, FXTBC achieves convergence within a fixed upper bound of time, completely independent of the initial conditions. This is realized by introducing additional nonlinear corrective terms with exponents greater than one, which strengthen the control action as the system approaches equilibrium.</p>
<p>From a practical perspective, FNTBC is efficient when the initial state differences among vehicles are moderate and known, while FXTBC is more suitable for scenarios where initial states are highly uncertain, such as large-scale vehicle platoons or dynamically changing environments.</p>
<sec id="s3_1_1">
<label>3.1.1</label>
<title>Leaderless Finite-Time Bipartite Consensus (FNTBC)</title>
<p>The finite time bipartite consensus (FNTBC) criterion from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eq. (5)</xref> for the vehicle platooning dynamics modeled in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref> requires a strategically designed impulsive control scheme that uses discontinuous impulses and nonlinear consensus dynamics to achieve finite-time boundary convergence. The impulsive control protocol is extended to handle both communication delays and malicious deception attacks for more realistic vehicle platooning dynamics. The control input for the <inline-formula id="ieqn-127"><mml:math id="mml-ieqn-127"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> vehicle is modified,
<disp-formula id="eqn-7"><label>(7)</label><mml:math id="mml-eqn-7" display="block"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mstyle><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where,
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-128"><mml:math id="mml-ieqn-128"><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-129"><mml:math id="mml-ieqn-129"><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> denote the position and velocity of agent <inline-formula id="ieqn-130"><mml:math id="mml-ieqn-130"><mml:mi>n</mml:mi></mml:math></inline-formula>, respectively.</p></list-item>
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-131"><mml:math id="mml-ieqn-131"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> is the <inline-formula id="ieqn-132"><mml:math id="mml-ieqn-132"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>-th entry of the adjacency matrix representing the communication graph.</p></list-item>
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-133"><mml:math id="mml-ieqn-133"><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> denotes the continuous sign function with fractional exponent <inline-formula id="ieqn-134"><mml:math id="mml-ieqn-134"><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, defined as <inline-formula id="ieqn-135"><mml:math id="mml-ieqn-135"><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-136"><mml:math id="mml-ieqn-136"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-137"><mml:math id="mml-ieqn-137"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> are protocol gains for the position and velocity components.</p></list-item>
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-138"><mml:math id="mml-ieqn-138"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-139"><mml:math id="mml-ieqn-139"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> are time-varying impulsive gain functions applied at discrete times.</p></list-item>
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-140"><mml:math id="mml-ieqn-140"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-141"><mml:math id="mml-ieqn-141"><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> are Dirac delta functions with the property:
<disp-formula id="ueqn-422"><mml:math id="mml-ueqn-422" display="block"><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msubsup><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo>&#x222B;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>
<inline-formula id="ieqn-142"><mml:math id="mml-ieqn-142"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula> denotes the impulsive update times.</p></list-item>
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-143"><mml:math id="mml-ieqn-143"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> represents a deception attack acting on the position and velocity of agent <inline-formula id="ieqn-144"><mml:math id="mml-ieqn-144"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> at time <inline-formula id="ieqn-145"><mml:math id="mml-ieqn-145"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. The terms <inline-formula id="ieqn-146"><mml:math id="mml-ieqn-146"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-147"><mml:math id="mml-ieqn-147"><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> model the attack intensities, while <inline-formula id="ieqn-148"><mml:math id="mml-ieqn-148"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-149"><mml:math id="mml-ieqn-149"><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> describe the injected malicious signal components.</p></list-item>
</list></p>
<p>The uniformly spaced time sequence <inline-formula id="ieqn-150"><mml:math id="mml-ieqn-150"><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> represents the potential occurrence of deception attacks. The system operates under <inline-formula id="ieqn-151"><mml:math id="mml-ieqn-151"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:math></inline-formula> conditions, and the time intervals between impulses follow <inline-formula id="ieqn-152"><mml:math id="mml-ieqn-152"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>q</mml:mi></mml:math></inline-formula>, rules with <inline-formula id="ieqn-153"><mml:math id="mml-ieqn-153"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> being a predetermined constant.</p>
<p>The sequences <inline-formula id="ieqn-154"><mml:math id="mml-ieqn-154"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> follows a Bernoulli distribution because the probability of <inline-formula id="ieqn-155"><mml:math id="mml-ieqn-155"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> taking the value 1 equals <inline-formula id="ieqn-156"><mml:math id="mml-ieqn-156"><mml:mtext>prob</mml:mtext><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi></mml:math></inline-formula>, which leads to <inline-formula id="ieqn-157"><mml:math id="mml-ieqn-157"><mml:mtext>prob</mml:mtext><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03D1;</mml:mi></mml:math></inline-formula>. The function <inline-formula id="ieqn-158"><mml:math id="mml-ieqn-158"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> represents the deception attack input.</p>
<p>The impulsive structure enables vehicles to interact minimally yet efficiently. The proposed control protocol <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">(7)</xref> modifies both continuous and instantaneous behavior of each vehicle to achieve finite-time convergence even with sporadic corrections.</p>
<p>The dynamic model for vehicle <inline-formula id="ieqn-159"><mml:math id="mml-ieqn-159"><mml:mi>m</mml:mi></mml:math></inline-formula> under this scheme evolves as,
<disp-formula id="eqn-8"><label>(8)</label><mml:math id="mml-eqn-8" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><bold>Lemma 7.</bold> <italic>The system described by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref> with the control protocol defined in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">(7)</xref> operates as a vehicle platooning. The weighted average state of the system, denoted by</italic> <inline-formula id="ieqn-160"><mml:math id="mml-ieqn-160"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mfrac><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <italic>In other words</italic>, <inline-formula id="ieqn-161"><mml:math id="mml-ieqn-161"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>remains constant over time. Implying that this aggregated state is invariant throughout the system&#x2019;s evolution</italic>.</p>
<p><bold>Remark 3.</bold> <italic>The control mechanism operates conventionally at times other than impulses. The vehicles experience major state changes during impulse moments. Dirac delta function activation causes this phenomenon, which results in an immediate and powerful state adjustment. The impulsive effects play a major role in speeding up the system&#x2019;s convergence process</italic>.
<disp-formula id="ueqn-19"><mml:math id="mml-ueqn-19" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="0.845em 0.845em 0.845em 0.2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mstyle></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The original system <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> can be compactly expressed as</italic>
<disp-formula id="ueqn-20"><mml:math id="mml-ueqn-20" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x2131;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>
<disp-formula id="eqn-9"><label>(9)</label><mml:math id="mml-eqn-9" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>where</italic>
<disp-formula id="ueqn-22"><mml:math id="mml-ueqn-22" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x22A4;</mml:mi></mml:msup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x22A4;</mml:mi></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x22A4;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">is the augmented state vector</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;and&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">are</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">nonlinear</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">Laplacian-like</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">matrices</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">for</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">position</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">and</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">velocity</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">derived</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">using</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">the</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">rule</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">represents</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">the</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">impulsive</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">feedback</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">applied</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">at</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">event</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">time</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">captures</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">the</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">deception</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">attacks</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">introduced</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">during</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">impulse</mml:mtext></mml:mrow><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="italic">instants</mml:mtext></mml:mrow></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><bold>Theorem 1.</bold> <italic>Consider a system of M vehicles described by second-order dynamics as in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref> following the impulsive control strategy, to reach finite-time bipartite consensus under deception attacks, which is defined by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">Eq. (7)</xref>. The parameters should be chosen to meet the following conditions:</italic> <inline-formula id="ieqn-162"><mml:math id="mml-ieqn-162"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-163"><mml:math id="mml-ieqn-163"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-164"><mml:math id="mml-ieqn-164"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>The impulses gain functions</italic> <inline-formula id="ieqn-165"><mml:math id="mml-ieqn-165"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-166"><mml:math id="mml-ieqn-166"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>must satisfies</italic>
<disp-formula id="ueqn-23"><mml:math id="mml-ueqn-23" display="block"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The system reaches leaderless finite time bipartite consensus (FNTBC) in finite time when the network&#x2019;s interaction topology, represented as an undirected signed graph G, is structurally balanced and connected</italic>.</p>
<p><italic>The settling time</italic> <inline-formula id="ieqn-167"><mml:math id="mml-ieqn-167"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>has an upper bound that can be written as</italic>
<disp-formula id="ueqn-24"><mml:math id="mml-ueqn-24" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>while</italic> <inline-formula id="ieqn-168"><mml:math id="mml-ieqn-168"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B7;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><italic>The Laplacian matrix is denoted by</italic> <inline-formula id="ieqn-169"><mml:math id="mml-ieqn-169"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>and is obtained from the absolute weight matrix</italic> <inline-formula id="ieqn-170"><mml:math id="mml-ieqn-170"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><bold>Proof:</bold> Define the transformed state as <inline-formula id="ieqn-171"><mml:math id="mml-ieqn-171"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-172"><mml:math id="mml-ieqn-172"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, where <inline-formula id="ieqn-173"><mml:math id="mml-ieqn-173"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-174"><mml:math id="mml-ieqn-174"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> represent the average position and velocity terms, then according to lemma (7), it follows that <inline-formula id="ieqn-175"><mml:math id="mml-ieqn-175"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula><inline-formula id="ieqn-176"><mml:math id="mml-ieqn-176"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> Let us define the Lyapunov function candidate:
<disp-formula id="ueqn-25"><mml:math id="mml-ueqn-25" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-177"><mml:math id="mml-ieqn-177"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is the stacked state vector.</p>
<p>The impulsive dynamics are given by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">Eq. (9)</xref>
<disp-formula id="ueqn-26"><mml:math id="mml-ueqn-26" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>We compute the derivative of <inline-formula id="ieqn-178"><mml:math id="mml-ieqn-178"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for <inline-formula id="ieqn-179"><mml:math id="mml-ieqn-179"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>:
<disp-formula id="ueqn-27"><mml:math id="mml-ueqn-27" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Using the continuous dynamics, we get,
<disp-formula id="ueqn-28"><mml:math id="mml-ueqn-28" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Now, we use the identity for antisymmetric nonlinear functions <inline-formula id="ieqn-180"><mml:math id="mml-ieqn-180"><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> on an undirected graph with symmetric weights <inline-formula id="ieqn-181"><mml:math id="mml-ieqn-181"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>:
<disp-formula id="ueqn-29"><mml:math id="mml-ueqn-29" display="block"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where we choose <inline-formula id="ieqn-182"><mml:math id="mml-ieqn-182"><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-183"><mml:math id="mml-ieqn-183"><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Then:
<disp-formula id="ueqn-30"><mml:math id="mml-ueqn-30" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-184"><mml:math id="mml-ieqn-184"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is the Laplacian matrix corresponding to the weighted adjacency matrix <inline-formula id="ieqn-185"><mml:math id="mml-ieqn-185"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Since <inline-formula id="ieqn-186"><mml:math id="mml-ieqn-186"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is positive semi-definite and <inline-formula id="ieqn-187"><mml:math id="mml-ieqn-187"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>The transformation of <inline-formula id="ieqn-188"><mml:math id="mml-ieqn-188"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>D</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> represents the gauge-transformed Laplacian, which we defined in Lemma 3. The transformation described in Lemma 3 keeps vehicle states bounded, which ensures all position and velocity constraints remain valid throughout the consensus process.</p>
<p>We get:
<disp-formula id="ueqn-31"><mml:math id="mml-ueqn-31" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>At impulse times <inline-formula id="ieqn-189"><mml:math id="mml-ieqn-189"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the state is updated as:
<disp-formula id="ueqn-32"><mml:math id="mml-ueqn-32" display="block"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-33"><mml:math id="mml-ueqn-33" display="block"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>represents the deception attack introduced during impulsive instants.</p>
<p>The Lyapunov function at <inline-formula id="ieqn-190"><mml:math id="mml-ieqn-190"><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> becomes,
<disp-formula id="ueqn-34"><mml:math id="mml-ueqn-34" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>attack-related terms</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Provided the gain matrices satisfy.
<disp-formula id="ueqn-35"><mml:math id="mml-ueqn-35" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and the bounds,
<disp-formula id="ueqn-36"><mml:math id="mml-ueqn-36" display="block"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>we ensure that,
<disp-formula id="ueqn-37"><mml:math id="mml-ueqn-37" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>even in the presence of bounded deception attacks.</p>
<p>Combining the continuous-time decay and impulsive updates, we obtain,
<disp-formula id="ueqn-38"><mml:math id="mml-ueqn-38" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mtext>where&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>This guarantees fixed-time convergence. The settling time <inline-formula id="ieqn-191"><mml:math id="mml-ieqn-191"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfies,
<disp-formula id="ueqn-39"><mml:math id="mml-ueqn-39" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>thus, the impulsive protocol ensures fixed-time non-singular terminal bipartite consensus despite the presence of bounded deception attacks. <inline-formula id="ieqn-192"><mml:math id="mml-ieqn-192"><mml:mi>&#x25FB;</mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
<p><bold>Remark 4.</bold> <italic>The Lyapunov framework used in this study combines continuous stability analysis between impulsive events with discrete jump analysis at</italic> <inline-formula id="ieqn-193"><mml:math id="mml-ieqn-193"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. <italic>The described structure correctly demonstrates the operational behavior of practical systems that use sampled data</italic>.</p>
<p><bold>Remark 5.</bold> <italic>The main distinction between FNTBC and FXTBC lies in their dependence on initial conditions. In FNTBC, the convergence time varies according to the initial state differences, whereas in FXTBC, the convergence time is fixed and predefined, regardless of the initial conditions. This fixed-time property offers stronger robustness and predictability for practical systems such as autonomous vehicle coordination, where the control objective must be achieved within a guaranteed time bound. Consequently, FXTBC enhances reliability under uncertain or rapidly changing initial states</italic>.</p>
</sec>
<sec id="s3_1_2">
<label>3.1.2</label>
<title>Fixed-Time Control for Leaderless Vehicle Platooning</title>
<p>The fixed time bipartite consensus (FXTBC) objective described in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-5">Eq. (5)</xref> for the vehicle platooning defined in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref> requires a new impulsive control protocol, which is presented below to achieve its goal.<disp-formula id="eqn-10"><label>(10)</label><mml:math id="mml-eqn-10" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>The control parameters are defined as <inline-formula id="ieqn-194"><mml:math id="mml-ieqn-194"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-195"><mml:math id="mml-ieqn-195"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula id="ieqn-196"><mml:math id="mml-ieqn-196"><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, which will be properly chosen in the following steps. All other involved terms maintain their original definitions.</p>
<p><bold>Lemma 8.</bold> <italic>The control strategy defined by protocol <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">(10)</xref> applied to the vehicle platooning modeled by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref> results in a constant average state vector throughout time</italic> <inline-formula id="ieqn-197"><mml:math id="mml-ieqn-197"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x005E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>in the form of position and velocity</italic>.</p>
<p><bold>Proof:</bold> The argument validating this result aligns closely with the reasoning presented in Lemma 5 of [<xref ref-type="bibr" rid="ref-51">51</xref>]. The analytical steps are nearly identical to those in the previous result, so the detailed proof is not reproduced here for brevity. <inline-formula id="ieqn-198"><mml:math id="mml-ieqn-198"><mml:mi>&#x25FB;</mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
<p><bold>Remark 6.</bold> <italic>The main difference between the control protocol in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">(7)</xref> and the one proposed in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">(10)</xref> is the presence of the term</italic> <inline-formula id="ieqn-199"><mml:math id="mml-ieqn-199"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mtext>sign</mml:mtext><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mtext>sign</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-200"><mml:math id="mml-ieqn-200"><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mtext>sign</mml:mtext><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mtext>sign</mml:mtext><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>This extra term is important for the fixed-time bounded consensus. It is worth noting that the finite-time control approach presented in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-7">(7)</xref> is a particular case of <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">(10)</xref> when</italic> <inline-formula id="ieqn-201"><mml:math id="mml-ieqn-201"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <italic>The system <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref> is rewritten into control protocol <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">(10)</xref> similar to <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-9">Eq. (9)</xref></italic>.
<disp-formula id="eqn-11"><label>(11)</label><mml:math id="mml-eqn-11" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>where</italic>,
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-202"><mml:math id="mml-ieqn-202"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> <italic>is the stacked state vector of all agents, defined as:</italic>
<disp-formula id="ueqn-322"><mml:math id="mml-ueqn-322" display="block"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>
 <italic><inline-formula id="ieqn-203"><mml:math id="mml-ieqn-203"><mml:msubsup><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>is the vector field derived from the fixed-time consensus protocol (see <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">Eq. (10)</xref>), applied component-wise to each agent&#x2019;s position and velocity</italic>.</p></list-item>
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-204"><mml:math id="mml-ieqn-204"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> <italic>is the event-triggered selection matrix, indicating which agents trigger updates at the impulsive instant</italic> <inline-formula id="ieqn-205"><mml:math id="mml-ieqn-205"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-206"><mml:math id="mml-ieqn-206"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> <italic>is the diagonal impulse strength matrix, determining the impact of neighbors&#x2019; information at</italic> <inline-formula id="ieqn-207"><mml:math id="mml-ieqn-207"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>.</p></list-item>
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-208"><mml:math id="mml-ieqn-208"><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> <italic>is the Laplacian matrix representing the communication topology</italic>.</p></list-item>
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-209"><mml:math id="mml-ieqn-209"><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> <italic>is the identity matrix corresponding to the local state dimension</italic> <inline-formula id="ieqn-210"><mml:math id="mml-ieqn-210"><mml:mi>l</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>(typically</italic> <inline-formula id="ieqn-211"><mml:math id="mml-ieqn-211"><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>or</italic> <inline-formula id="ieqn-212"><mml:math id="mml-ieqn-212"><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>depending on whether velocity and/or acceleration are included)</italic>.</p></list-item>
</list></p>
<p><italic>The impulsive deception attack input injected at the impulsive instants</italic> <inline-formula id="ieqn-213"><mml:math id="mml-ieqn-213"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>is given by</italic>,
<disp-formula id="ueqn-43"><mml:math id="mml-ueqn-43" display="block"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p><inline-formula id="ieqn-214"><mml:math id="mml-ieqn-214"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> <italic>are time-varying gain matrices of the deception attack</italic>.</p></list-item>
<list-item>
<p><italic>The nonlinear functions are defined elementwise as:</italic>
<disp-formula id="ueqn-65"><mml:math id="mml-ueqn-65" display="block"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2299;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>q</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2299;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:msup></mml:math></disp-formula>
 where <inline-formula id="ieqn-215"><mml:math id="mml-ieqn-215"><mml:mi>q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula> are the attack shaping exponents, and <inline-formula id="ieqn-216"><mml:math id="mml-ieqn-216"><mml:mo>&#x2299;</mml:mo></mml:math></inline-formula> denotes the Hadamard (element-wise) product.</p></list-item>
</list></p>
<p><bold>Theorem 2.</bold> <italic>Consider the dynamical system described by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">Eq. (4)</xref> receives impulsive control through <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-10">Eq. (10)</xref> while maintaining the conditions of Assumption <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">(1)</xref> The system contains</italic> <inline-formula id="ieqn-217"><mml:math id="mml-ieqn-217"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>constants and a time-dependent function</italic> <inline-formula id="ieqn-218"><mml:math id="mml-ieqn-218"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>which fulfills the following condition</italic>
<disp-formula id="ueqn-45"><mml:math id="mml-ueqn-45" display="block"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The impulsive interval is assumed to satisfy further conditions</italic> <inline-formula id="ieqn-219"><mml:math id="mml-ieqn-219"><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>. <italic>Under these conditions, the leaderless finite-time bounded consensus is guaranteed. The upper limit of convergence time</italic> <inline-formula id="ieqn-220"><mml:math id="mml-ieqn-220"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>depends on the value of a parameter</italic> <inline-formula id="ieqn-221"><mml:math id="mml-ieqn-221"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>which is an upper estimate of</italic> <inline-formula id="ieqn-222"><mml:math id="mml-ieqn-222"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>defined by</italic> <inline-formula id="ieqn-223"><mml:math id="mml-ieqn-223"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><italic>Particularly</italic>
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p><italic>When</italic> <inline-formula id="ieqn-224"><mml:math id="mml-ieqn-224"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula><disp-formula id="ueqn-265"><mml:math id="mml-ueqn-265" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item>
<p><italic>When</italic> <inline-formula id="ieqn-225"><mml:math id="mml-ieqn-225"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula><disp-formula id="ueqn-676"><mml:math id="mml-ueqn-676" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>
</p></list-item>
</list></p>
<p><italic>The auxiliary parameters are defined through the following structure</italic> <inline-formula id="ieqn-226"><mml:math id="mml-ieqn-226"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true" scriptlevel="0"><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula><inline-formula id="ieqn-227"><mml:math id="mml-ieqn-227"><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msup><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>The matrices</italic> <inline-formula id="ieqn-228"><mml:math id="mml-ieqn-228"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-229"><mml:math id="mml-ieqn-229"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> <italic>represent Laplacian matrices which are derived from the weighted adjacency matrices</italic> <inline-formula id="ieqn-230"><mml:math id="mml-ieqn-230"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-231"><mml:math id="mml-ieqn-231"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup></mml:math></inline-formula>, <italic>where</italic> <inline-formula id="ieqn-232"><mml:math id="mml-ieqn-232"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula></p>
<p><bold>Proof:</bold> Define the transformed state as
<disp-formula id="ueqn-48"><mml:math id="mml-ueqn-48" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-233"><mml:math id="mml-ieqn-233"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-234"><mml:math id="mml-ieqn-234"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> represent the average position and velocity terms. Then, according to Lemma 7, it follows that
<disp-formula id="ueqn-49"><mml:math id="mml-ueqn-49" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>v</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Let us define the Lyapunov function candidate:
<disp-formula id="ueqn-50"><mml:math id="mml-ueqn-50" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-51"><mml:math id="mml-ueqn-51" display="block"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula>is the stacked state vector.</p>
<p>The impulsive dynamics are given by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-11">Eq. (11)</xref>,
<disp-formula id="ueqn-151"><mml:math id="mml-ueqn-151" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p>We compute the derivative of <inline-formula id="ieqn-235"><mml:math id="mml-ieqn-235"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> for <inline-formula id="ieqn-236"><mml:math id="mml-ieqn-236"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>:
<disp-formula id="ueqn-53"><mml:math id="mml-ueqn-53" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Using the continuous dynamics, we get,
<disp-formula id="ueqn-54"><mml:math id="mml-ueqn-54" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Now, we use the identity for antisymmetric nonlinear functions <inline-formula id="ieqn-237"><mml:math id="mml-ieqn-237"><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> on an undirected graph with symmetric weights <inline-formula id="ieqn-238"><mml:math id="mml-ieqn-238"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></inline-formula>,
<disp-formula id="ueqn-55"><mml:math id="mml-ueqn-55" display="block"><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where we choose <inline-formula id="ieqn-239"><mml:math id="mml-ieqn-239"><mml:mi>&#x03C5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-240"><mml:math id="mml-ieqn-240"><mml:mi>&#x03BA;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. Then:
<disp-formula id="ueqn-355"><mml:math id="mml-ueqn-355" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munder><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi></mml:mrow></mml:munder><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-241"><mml:math id="mml-ieqn-241"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is the Laplacian matrix corresponding to the weighted adjacency matrix <inline-formula id="ieqn-242"><mml:math id="mml-ieqn-242"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AE;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>Since <inline-formula id="ieqn-243"><mml:math id="mml-ieqn-243"><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is positive semi-definite and
<disp-formula id="ueqn-57"><mml:math id="mml-ueqn-57" display="block"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>we get
<disp-formula id="ueqn-455"><mml:math id="mml-ueqn-455" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>At impulse times <inline-formula id="ieqn-244"><mml:math id="mml-ieqn-244"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the state is updated as:
<disp-formula id="ueqn-59"><mml:math id="mml-ueqn-59" display="block"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where,
<disp-formula id="ueqn-60"><mml:math id="mml-ueqn-60" display="block"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>represents the deception attack introduced during impulsive instants.</p>
<p>The Lyapunov function at <inline-formula id="ieqn-245"><mml:math id="mml-ieqn-245"><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup></mml:math></inline-formula> becomes
<disp-formula id="ueqn-61"><mml:math id="mml-ueqn-61" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>H</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>attack-related terms</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Provided the gain matrices satisfy,
<disp-formula id="ueqn-62"><mml:math id="mml-ueqn-62" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and the bounds,
<disp-formula id="ueqn-63"><mml:math id="mml-ueqn-63" display="block"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>we ensure that
<disp-formula id="ueqn-64"><mml:math id="mml-ueqn-64" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>even in the presence of bounded deception attacks.</p>
<p>Combining the continuous-time decay and impulsive updates, we obtain
<disp-formula id="ueqn-665"><mml:math id="mml-ueqn-665" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>e</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mtext>where&#xA0;</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">&#x2032;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>This guarantees fixed-time convergence. The settling time <inline-formula id="ieqn-246"><mml:math id="mml-ieqn-246"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> satisfies
<disp-formula id="ueqn-66"><mml:math id="mml-ueqn-66" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>thus, the impulsive protocol ensures fixed-time non-singular terminal bipartite consensus despite the presence of bounded deception attacks. <inline-formula id="ieqn-247"><mml:math id="mml-ieqn-247"><mml:mi>&#x25FB;</mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
<p><bold>Remark 7.</bold> <italic>Impulsive control shows faster convergence rates than traditional continuous (non-impulsive) control strategies. The settling time</italic> <inline-formula id="ieqn-248"><mml:math id="mml-ieqn-248"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>can be defined as the time when the Lyapunov function</italic> <inline-formula id="ieqn-249"><mml:math id="mml-ieqn-249"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <italic>which includes impulsive dynamics, satisfies</italic> <inline-formula id="ieqn-250"><mml:math id="mml-ieqn-250"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <italic>Let</italic> <inline-formula id="ieqn-251"><mml:math id="mml-ieqn-251"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D8;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>represent the Lyapunov function in the absence of impulses. Within the interval</italic> <inline-formula id="ieqn-252"><mml:math id="mml-ieqn-252"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>, <italic>it is evident that</italic> <inline-formula id="ieqn-253"><mml:math id="mml-ieqn-253"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D8;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>As stated in Theorem (2), it follows that</italic>
<disp-formula id="ueqn-67"><mml:math id="mml-ueqn-67" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D8;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>&#x225C;</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D8;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The integer</italic> <inline-formula id="ieqn-254"><mml:math id="mml-ieqn-254"><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>does not affect the result because</italic> <inline-formula id="ieqn-255"><mml:math id="mml-ieqn-255"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-256"><mml:math id="mml-ieqn-256"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D8;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>are true for all values in the interval</italic> <inline-formula id="ieqn-257"><mml:math id="mml-ieqn-257"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>Therefore</italic>, <inline-formula id="ieqn-258"><mml:math id="mml-ieqn-258"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D8;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>throughout. Therefore, if</italic> <inline-formula id="ieqn-259"><mml:math id="mml-ieqn-259"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D8;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>then a time</italic> <inline-formula id="ieqn-260"><mml:math id="mml-ieqn-260"><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>must exist such that</italic> <inline-formula id="ieqn-261"><mml:math id="mml-ieqn-261"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>&#x2217;</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>indicates that the system under impulsive control reaches equilibrium faster than its non-impulsive counterpart. The result demonstrates that impulsive control provides the fastest convergence rate, which makes it suitable for real-world applications that require rapid consensus or stabilization</italic>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s3_2">
<label>3.2</label>
<title>Finite-Time and Fixed-Time Leader-Following Control in Vehicle Platooning</title>
<p><bold>Lemma 9.</bold> <italic>Let</italic> <inline-formula id="ieqn-262"><mml:math id="mml-ieqn-262"><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>The</italic> <inline-formula id="ieqn-263"><mml:math id="mml-ieqn-263"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula><italic>-norm is defined as</italic> <inline-formula id="ieqn-264"><mml:math id="mml-ieqn-264"><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo movablelimits="false">&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>&#x2113;</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>k</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>For</italic> <inline-formula id="ieqn-265"><mml:math id="mml-ieqn-265"><mml:mi>k</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>the following inequality holds true</italic>
<disp-formula id="ueqn-668"><mml:math id="mml-ueqn-668" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>&#x2113;</mml:mi><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>l</mml:mi></mml:mfrac><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mi>k</mml:mi></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mi>k</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<sec id="s3_2_1">
<label>3.2.1</label>
<title>Finite-Time Leader-Following Control in Vehicle Platooning</title>
<p>The leader-following control objective <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-6">(6)</xref> requires the following impulsive control strategy to meet the framework of systems <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref>.
<disp-formula id="eqn-12"><label>(12)</label><mml:math id="mml-eqn-12" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where constants <inline-formula id="ieqn-266"><mml:math id="mml-ieqn-266"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>. The remaining parameters will be specified in subsequent sections.</p>
<p><bold>Remark 8.</bold> <italic>The leader&#x2019;s control law is assumed to have a flexible design, constrained only by boundedness. Furthermore, the model does not include impulsive effects on the leader, which distinguishes its dynamics from that of the follower vehicles. The model assumes that the leader vehicle communicates unidirectionally by sending signals to follower vehicles without receiving feedback. The evolution of vehicle</italic> <inline-formula id="ieqn-267"><mml:math id="mml-ieqn-267"><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>dynamics is expressed as shown in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">Eq. (12)</xref></italic>.
<disp-formula id="ueqn-70"><mml:math id="mml-ueqn-70" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>Let us define the global state vector as</italic>
<disp-formula id="ueqn-555"><mml:math id="mml-ueqn-555" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>With each component defined by</italic>
<disp-formula id="eqn-13"><label>(13)</label><mml:math id="mml-eqn-13" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>q</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">&#x007E;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The leader-follower dynamics described in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eqs. (3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> can be represented in a more compact form as</italic>,
<disp-formula id="eqn-14"><label>(14)</label><mml:math id="mml-eqn-14" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>where</italic>,
<disp-formula id="ueqn-755"><mml:math id="mml-ueqn-755" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>m</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x22EF;</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:msubsup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><inline-formula id="ieqn-268"><mml:math id="mml-ieqn-268"><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mtext>&#x00A0;</mml:mtext><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>N</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>k</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>f</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>p</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>b</mml:mi><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>e</mml:mi><mml:mi>d</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>o</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mi>sign</mml:mi><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula></p>
<p><disp-formula id="ueqn-755a"><mml:math id="mml-ueqn-755a" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mspace width="1em" /><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>And the leader dynamics are</italic>,
<disp-formula id="ueqn-75"><mml:math id="mml-ueqn-75" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>Stated</italic> <inline-formula id="ieqn-269"><mml:math id="mml-ieqn-269"><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <italic>provided that</italic> <inline-formula id="ieqn-270"><mml:math id="mml-ieqn-270"><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>the error dynamics can be described as</italic>,
<disp-formula id="eqn-15"><label>(15)</label><mml:math id="mml-eqn-15" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><bold>Assumption 2.</bold> <italic>The function</italic> <inline-formula id="ieqn-271"><mml:math id="mml-ieqn-271"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> <italic>is bounded because its components never exceed a constant value</italic> <inline-formula id="ieqn-272"><mml:math id="mml-ieqn-272"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <italic>that is</italic> <inline-formula id="ieqn-273"><mml:math id="mml-ieqn-273"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>01</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>02</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <italic>where</italic> <inline-formula id="ieqn-274"><mml:math id="mml-ieqn-274"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>01</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>02</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. <italic>Here</italic>, <inline-formula id="ieqn-275"><mml:math id="mml-ieqn-275"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>is a positive scalar, referenced in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">Eq. (12)</xref></italic>.</p>
<p>The impulsive deception attack input injected at the impulsive instants <inline-formula id="ieqn-276"><mml:math id="mml-ieqn-276"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is given by,
<disp-formula id="ueqn-77"><mml:math id="mml-ueqn-77" display="block"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></disp-formula></p>
<p><bold>Assumption 3.</bold> <italic>The function</italic> <inline-formula id="ieqn-277"><mml:math id="mml-ieqn-277"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>l</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> <italic>is bounded because its components never exceed a constant value</italic> <inline-formula id="ieqn-278"><mml:math id="mml-ieqn-278"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <italic>that is</italic>
<disp-formula id="ueqn-78"><mml:math id="mml-ueqn-78" display="block"><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">{</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>01</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>02</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">}</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>where</italic> <inline-formula id="ieqn-279"><mml:math id="mml-ieqn-279"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>01</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>02</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2026;</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. <italic>Here</italic>, <inline-formula id="ieqn-280"><mml:math id="mml-ieqn-280"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>is a positive scalar, referenced in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">Eq. (14)</xref></italic>.</p>
<p><bold>Theorem 3.</bold> <italic>The systems <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> operate under the assumption that the communication graph is connected. Under the validity of Assumptions <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">(1)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref>, it is guaranteed that the vehicles achieve finite-time bipartite tracking with</italic> <inline-formula id="ieqn-281"><mml:math id="mml-ieqn-281"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-282"><mml:math id="mml-ieqn-282"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>consensus using the control law given by protocol <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14)</xref>, provided that the design parameters satisfy</italic>
<disp-formula id="ueqn-79"><mml:math id="mml-ueqn-79" display="block"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The maximum time required for vehicles to reach consensus, or settling time</italic> <inline-formula id="ieqn-283"><mml:math id="mml-ieqn-283"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <italic>is upper bounded by</italic>,
<disp-formula id="ueqn-80"><mml:math id="mml-ueqn-80" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>where</italic> <inline-formula id="ieqn-284"><mml:math id="mml-ieqn-284"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula>, <italic>and the constant</italic> <inline-formula id="ieqn-285"><mml:math id="mml-ieqn-285"><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula> <italic>is defined as</italic>
<disp-formula id="ueqn-81"><mml:math id="mml-ueqn-81" display="block"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><bold>Proof:</bold> The stability analysis starts with the following Lyapunov candidate,
<disp-formula id="eqn-16"><label>(16)</label><mml:math id="mml-eqn-16" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The system dynamics for time instances excluding impulse times <inline-formula id="ieqn-286"><mml:math id="mml-ieqn-286"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">Eq. (14)</xref> can be analyzed by computing the time derivative of <inline-formula id="ieqn-287"><mml:math id="mml-ieqn-287"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>,
<disp-formula id="ueqn-83"><mml:math id="mml-ueqn-83" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>By substituting <inline-formula id="ieqn-288"><mml:math id="mml-ieqn-288"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14)</xref>, for <inline-formula id="ieqn-289"><mml:math id="mml-ieqn-289"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>,
<disp-formula id="ueqn-84"><mml:math id="mml-ueqn-84" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Thus,
<disp-formula id="ueqn-85"><mml:math id="mml-ueqn-85" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>&#x03B8;</mml:mi><mml:mi>v</mml:mi></mml:msubsup></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Expanding and using properties of the Laplacian matrices and the boundedness of <inline-formula id="ieqn-290"><mml:math id="mml-ieqn-290"><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>,
<disp-formula id="ueqn-86"><mml:math id="mml-ueqn-86" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-291"><mml:math id="mml-ieqn-291"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> are positive design parameters, and <inline-formula id="ieqn-292"><mml:math id="mml-ieqn-292"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:munder><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi></mml:munder><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>u</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo></mml:math></inline-formula>.</p>
<p>This simplifies to
<disp-formula id="ueqn-87"><mml:math id="mml-ueqn-87" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Bounding the norm <inline-formula id="ieqn-293"><mml:math id="mml-ieqn-293"><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> by using Lemma 4,
<disp-formula id="ueqn-88"><mml:math id="mml-ueqn-88" display="block"><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Therefore,
<disp-formula id="eqn-17"><label>(17)</label><mml:math id="mml-eqn-17" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>At each impulsive instant <inline-formula id="ieqn-294"><mml:math id="mml-ieqn-294"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the Lyapunov function satisfies
<disp-formula id="ueqn-90"><mml:math id="mml-ueqn-90" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>because from <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-14">(14)</xref>,
<disp-formula id="ueqn-91"><mml:math id="mml-ueqn-91" display="block"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and the matrix inequality
<disp-formula id="ueqn-92"><mml:math id="mml-ueqn-92" display="block"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:math></disp-formula>which holds for
<disp-formula id="ueqn-93"><mml:math id="mml-ueqn-93" display="block"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>and the attack input <inline-formula id="ieqn-295"><mml:math id="mml-ieqn-295"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is bounded appropriately.</p>
<p>Hence, the impulsive control law <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">(12)</xref> achieves finite-time leader-following bipartite consensus for systems <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> by Lemma 5. By adjusting
<disp-formula id="ueqn-94"><mml:math id="mml-ueqn-94" display="block"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>the settling time <inline-formula id="ieqn-296"><mml:math id="mml-ieqn-296"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is upper bounded by
<disp-formula id="ueqn-95"><mml:math id="mml-ueqn-95" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>The impulsive control law <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">(12)</xref> fulfills the objective of leader-following finite time bipartite consensus (FNTBC) for systems <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> according to Lemma (5). Introducing <inline-formula id="ieqn-297"><mml:math id="mml-ieqn-297"><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-298"><mml:math id="mml-ieqn-298"><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula>. The settling time <inline-formula id="ieqn-299"><mml:math id="mml-ieqn-299"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> has an upper bound which can be expressed as follows <inline-formula id="ieqn-300"><mml:math id="mml-ieqn-300"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>e</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>w</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> <inline-formula id="ieqn-301"> <mml:math id="mml-ieqn-301"><mml:mi>&#x25FB;</mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
</sec>
<sec id="s3_2_2">
<label>3.2.2</label>
<title>Fixed-Time Leader-Following Control in Vehicle Platooning</title>
<p>This section presents a new impulsive control strategy to achieve the leader-following fixed time bipartite consensus (FXTBC) objective for systems <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref>. The control input <inline-formula id="ieqn-302"><mml:math id="mml-ieqn-302"><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> defined as,
<disp-formula id="ueqn-96"><mml:math id="mml-ueqn-96" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C4;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B1;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x221E;</mml:mi></mml:mrow></mml:munderover><mml:mi>&#x03B2;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:munderover><mml:mo>&#x2211;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>n</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:munderover><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">|</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>n</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>d</mml:mi><mml:mi>m</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>where constants <inline-formula id="ieqn-303"><mml:math id="mml-ieqn-303"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-304"><mml:math id="mml-ieqn-304"><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> are design parameters, with the remaining parameters consistent with those introduced previously. Their specific values will be determined in subsequent discussions. Following a similar approach as in <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-15">Eq. (15)</xref>, the overall system dynamics under the above impulsive protocol can be characterized by,
<disp-formula id="eqn-18"><label>(18)</label><mml:math id="mml-eqn-18" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-305"><mml:math id="mml-ieqn-305"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is the state tracking error, <inline-formula id="ieqn-306"><mml:math id="mml-ieqn-306"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> is the Laplacian matrix of the follower network, and <inline-formula id="ieqn-307"><mml:math id="mml-ieqn-307"><mml:msup><mml:mtext>sign</mml:mtext><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> denotes a smooth approximation of the sign function. The matrix <inline-formula id="ieqn-308"><mml:math id="mml-ieqn-308"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> is given by,
<disp-formula id="ueqn-98"><mml:math id="mml-ueqn-98" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-309"><mml:math id="mml-ieqn-309"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-310"><mml:math id="mml-ieqn-310"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> are impulsive gain matrices at time <inline-formula id="ieqn-311"><mml:math id="mml-ieqn-311"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>. The impulsive deception attack input injected at time <inline-formula id="ieqn-312"><mml:math id="mml-ieqn-312"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> is defined as,
<disp-formula id="ueqn-99"><mml:math id="mml-ueqn-99" display="block"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>With <inline-formula id="ieqn-313"><mml:math id="mml-ieqn-313"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi><mml:mo>&#x00D7;</mml:mo><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msup></mml:math></inline-formula> being time-varying attack matrices, and <inline-formula id="ieqn-314"><mml:math id="mml-ieqn-314"><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo>&#x22C5;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> denoting nonlinear perturbation functions based on position and velocity.</p>
<p>Where <inline-formula id="ieqn-315"><mml:math id="mml-ieqn-315"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> denotes the Laplacian matrix associated with the communication topology, while <inline-formula id="ieqn-316"><mml:math id="mml-ieqn-316"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-317"><mml:math id="mml-ieqn-317"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> are time-varying impulsive effect matrices.</p>
<p><bold>Theorem 4.</bold> <italic>Consider the vehicle platooning system described by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eqs. (3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref>, operating under the impulsive control protocol <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">(18)</xref>. Suppose that Assumptions <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-1">(1)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref> hold, and the impulsive gains satisfy</italic> <inline-formula id="ieqn-318"><mml:math id="mml-ieqn-318"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-319"><mml:math id="mml-ieqn-319"><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>&#x003E;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <italic>Additionally, assume that the impulsive gain matrices</italic> <inline-formula id="ieqn-320"><mml:math id="mml-ieqn-320"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-321"><mml:math id="mml-ieqn-321"><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>satisfy</italic>,
<disp-formula id="ueqn-100"><mml:math id="mml-ueqn-100" display="block"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BD;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>where</italic> <inline-formula id="ieqn-322"><mml:math id="mml-ieqn-322"><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-323"><mml:math id="mml-ieqn-323"><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>denote the minimum and maximum eigenvalues of the Laplacian matrix</italic> <inline-formula id="ieqn-324"><mml:math id="mml-ieqn-324"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>, <italic>respectively. Then, the leader-following fixed-time bounded consensus (fixed time bipartite consensus (FXTBC)) is achieved under these conditions, with impulsive intervals satisfying</italic> <inline-formula id="ieqn-325"><mml:math id="mml-ieqn-325"><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula>. <italic>The maximum settling time</italic> <inline-formula id="ieqn-326"><mml:math id="mml-ieqn-326"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <italic>is bounded by</italic>,
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="ieqn-327"><mml:math id="mml-ieqn-327"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>then</italic>
<disp-formula id="ueqn-68"><mml:math id="mml-ueqn-68" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item>
<p><italic>If</italic> <inline-formula id="ieqn-328"><mml:math id="mml-ieqn-328"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>then</italic>
<disp-formula id="ueqn-469"><mml:math id="mml-ueqn-469" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list></p>
<p><italic>where the decay factor</italic> <inline-formula id="ieqn-329"><mml:math id="mml-ieqn-329"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula> <italic>is defined as</italic>
<disp-formula id="ueqn-103"><mml:math id="mml-ueqn-103" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>and the constants are given by</italic>
<disp-formula id="ueqn-104"><mml:math id="mml-ueqn-104" display="block"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><bold>Proof:</bold> Define the tracking error as,
<disp-formula id="ueqn-105"><mml:math id="mml-ueqn-105" display="block"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mi mathvariant="double-struck">R</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Let the Lyapunov function candidate be,
<disp-formula id="ueqn-106"><mml:math id="mml-ueqn-106" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x22A4;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>For <inline-formula id="ieqn-330"><mml:math id="mml-ieqn-330"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2260;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, differentiating <inline-formula id="ieqn-331"><mml:math id="mml-ieqn-331"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> gives:
<disp-formula id="ueqn-107"><mml:math id="mml-ueqn-107" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x22A4;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mover><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x22A4;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x22A4;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mtext>sign</mml:mtext></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mspace width="1em" /><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">&#x22A4;</mml:mi></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:msub><mml:mrow><mml:mtext mathvariant="bold">1</mml:mtext></mml:mrow><mml:mi>M</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>Using standard inequalities and properties of the sign function,
<disp-formula id="ueqn-108"><mml:math id="mml-ueqn-108" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi></mml:mi><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p>From Lemma 8 (norm relation), we have,
<disp-formula id="ueqn-109"><mml:math id="mml-ueqn-109" display="block"><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mo fence="false" stretchy="false">&#x2016;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:mo>&#x2265;</mml:mo><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>Then,
<disp-formula id="ueqn-110"><mml:math id="mml-ueqn-110" display="block"><mml:mrow><mml:mover><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x02D9;</mml:mo></mml:mover></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-111"><mml:math id="mml-ueqn-111" display="block"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>At impulsive time <inline-formula id="ieqn-332"><mml:math id="mml-ieqn-332"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub></mml:math></inline-formula>, the state jumps,
<disp-formula id="ueqn-112"><mml:math id="mml-ueqn-112" display="block"><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2297;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:msub><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where <inline-formula id="ieqn-333"><mml:math id="mml-ieqn-333"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub></mml:math></inline-formula> and <inline-formula id="ieqn-334"><mml:math id="mml-ieqn-334"><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> represents bounded attacks. The post-impulse Lyapunov value is,
<disp-formula id="ueqn-113"><mml:math id="mml-ueqn-113" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4B1;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula>where
<disp-formula id="ueqn-114"><mml:math id="mml-ueqn-114" display="block"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p>If <inline-formula id="ieqn-335"><mml:math id="mml-ieqn-335"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the system exhibits exponential decay at impulsive times. Then, using Lemma (9) (on fixed-time stability under hybrid continuous/impulsive dynamics), the settling time <inline-formula id="ieqn-336"><mml:math id="mml-ieqn-336"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is upper bounded as,
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>For <inline-formula id="ieqn-337"><mml:math id="mml-ieqn-337"><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>:
<disp-formula id="ueqn-618"><mml:math id="mml-ueqn-618" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
<list-item>
<p>For <inline-formula id="ieqn-338"><mml:math id="mml-ieqn-338"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>,
<disp-formula id="ueqn-269"><mml:math id="mml-ueqn-269" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p></list-item>
</list></p>
<p>Hence, the fixed-time bounded consensus is achieved. The system described by <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">Eqs. (3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> achieves fixed-time bipartite consensus under the influence of the impulsive control protocol <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">(18)</xref> as per Lemma 9. The system achieves consensus within a fixed time when the upper bound of <inline-formula id="ieqn-339"><mml:math id="mml-ieqn-339"><mml:msub><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula><inline-formula id="ieqn-340"><mml:math id="mml-ieqn-340"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:msub><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>ln</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo></mml:math></inline-formula> where <inline-formula id="ieqn-341"><mml:math id="mml-ieqn-341"><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">max</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mi>M</mml:mi><mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>&#x03BC;</mml:mi><mml:mrow><mml:mo movablelimits="true" form="prefix">min</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mrow><mml:mfrac><mml:mrow><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:mfrac></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> When <inline-formula id="ieqn-342"><mml:math id="mml-ieqn-342"><mml:mi>&#x03BB;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, the maximum settling time is reduced to <inline-formula id="ieqn-343"><mml:math id="mml-ieqn-343"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>&#x2264;</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03C8;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mi>b</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>+</mml:mo><mml:mfrac><mml:mn>1</mml:mn><mml:mrow><mml:mi>&#x03B3;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfrac><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></inline-formula> Hence, the result is proven. <inline-formula id="ieqn-344"><mml:math id="mml-ieqn-344"><mml:mi>&#x25FB;</mml:mi></mml:math></inline-formula></p>
<p><bold>Remark 9 (Distinction between FNTBC and FXTBC in the Leader-Follower Framework).</bold> <italic>The key distinction between Finite-Time Non-Singular Terminal Bipartite Consensus (FNTBC) and Fixed-Time Bipartite Consensus (FXTBC) in the leader-follower framework lies in the dependency of the convergence time on the initial conditions. In the case of FNTBC, all followers reach the leader&#x2019;s state within a finite time that depends on their initial state differences. Consequently, the settling time varies according to the initial magnitude of the tracking errors, making FNTBC more suitable when the initial conditions are known or bounded. Conversely, FXTBC guarantees convergence to the leader&#x2019;s trajectory within a predefined upper time bound that is completely independent of the initial states. This independence is achieved by incorporating additional nonlinear terms and discontinuous impulsive components in the control law, which enhance the convergence rate and improve robustness. Such a design enables each follower to rapidly correct its position, velocity, and acceleration deviations, ensuring synchronization even under large initial disparities or external disturbances. Therefore, while FNTBC provides adaptive convergence efficiency, FXTBC offers stronger robustness and predictability for real-time vehicle platooning applications where time constraints and safety margins are critical</italic>.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<label>4</label>
<title>Numerical Examples</title>
<p>The simulation results presented in this section validate the effectiveness of the implemented impulsive control strategies.</p>
<p><bold>Example 1.</bold> <italic><bold>Finite/Fixed-Time Bipartite Control in Leaderless Vehicle Platooning under Deception Attack</bold></italic>.</p>
<p><italic>The system consists of five vehicles that follow model <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref> without a designated leader. The communication network G that controls this system appears in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref>. The network G shows structural balance through direct observation. The system contains two groups, where vehicles 1, 2, and 3 belong to one group and vehicles 4 and 5 belong to the other group according to the diagonal matrix partitioning. Derived the Laplacian matrix from the vehicle communication topology in <xref ref-type="fig" rid="fig-1">Fig. 1</xref>, such that</italic>,</p>
<fig id="fig-1">
<label>Figure 1</label>
<caption>
<title>Shows Finite/fixed-leaderless communication between the vehicles under the deception attack</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-1.tif"/>
</fig>
<p><disp-formula id="ueqn-117"><mml:math id="mml-ueqn-117" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The initial conditions for the vehicles are assigned as follows</italic>
<disp-formula id="ueqn-118"><mml:math id="mml-ueqn-118" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>We simulate a platoon of M &#x003D; 4 vehicles l &#x003D; 2 state variables per vehicle (position and velocity). The finite-/fixed-time impulsive control with deception attack is initialized as follows</italic>,
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p><italic>Control gains:</italic> <inline-formula id="ieqn-345"><mml:math id="mml-ieqn-345"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1.0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mtext>&#xA0;</mml:mtext><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.5</mml:mn></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item>
<p><italic>Impulse instant</italic>, <inline-formula id="ieqn-346"><mml:math id="mml-ieqn-346"><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item>
<p><italic>Impulsive gains:</italic> <inline-formula id="ieqn-347"><mml:math id="mml-ieqn-347"><mml:mi>Q</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>R</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.3</mml:mn></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item>
<p><italic>Deception attack amplitudes:</italic> <inline-formula id="ieqn-348"><mml:math id="mml-ieqn-348"><mml:mi mathvariant="normal">&#x0393;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">&#x039E;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.3</mml:mn></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item>
<p><italic>Initial condition:</italic> <inline-formula id="ieqn-349"><mml:math id="mml-ieqn-349"><mml:mi>H</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>0.1</mml:mn><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">r</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">a</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">n</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mi>M</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula></p></list-item>
<list-item>
<p><italic>Simulation interval:</italic> <inline-formula id="ieqn-350"><mml:math id="mml-ieqn-350"><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2208;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mn>10</mml:mn><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>s</italic></p></list-item>
</list></p>
<p><italic>And</italic>,
<disp-formula id="ueqn-119"><mml:math id="mml-ueqn-119" display="block"><mml:mrow><mml:mi>&#x1D49F;</mml:mi></mml:mrow><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0.3</mml:mn><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0.3</mml:mn><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="1em" /><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable rowspacing="0.615em 0.4em" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0.3</mml:mn><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi mathvariant="normal">&#x03A6;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>x</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>0.3</mml:mn><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mi>&#x03D5;</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>v</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msub><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow><mml:mo>.</mml:mo></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic><xref ref-type="fig" rid="fig-2">Figs. 2</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-3">3</xref> show the position state trajectories and velocity state trajectories of vehicles, respectively. <xref ref-type="fig" rid="fig-4">Figs. 4</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-5">5</xref> show finite-time control trajectories and fixed-time control trajectories of vehicles, respectively. <xref ref-type="fig" rid="fig-6">Figs. 6</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-7">7</xref> show path finite-time and fixed-time control input under the deception attack of vehicles, respectively. <xref ref-type="fig" rid="fig-8">Figs. 8</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-9">9</xref> show the signal dropping under the finite-time and fixed-time bipartite impulsive controller (Leaderless). <xref ref-type="fig" rid="fig-10">Figs. 10</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-11">11</xref> show the error dynamics and performance of controller of leaderless vehicles, respectively</italic>.</p>
<fig id="fig-2">
<label>Figure 2</label>
<caption>
<title>Illustrates the position state trajectories of vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-2.tif"/>
</fig><fig id="fig-3">
<label>Figure 3</label>
<caption>
<title>Illustrates the velocity state trajectories of vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-3.tif"/>
</fig><fig id="fig-4">
<label>Figure 4</label>
<caption>
<title>Shows finite-time control trajectories</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-4.tif"/>
</fig><fig id="fig-5">
<label>Figure 5</label>
<caption>
<title>Shows fixed-time control trajectories</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-5.tif"/>
</fig><fig id="fig-6">
<label>Figure 6</label>
<caption>
<title>Shows path finite-time control input under the deception attack of vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-6.tif"/>
</fig><fig id="fig-7">
<label>Figure 7</label>
<caption>
<title>Shows path fixed-time control input under the deception attack of vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-7.tif"/>
</fig><fig id="fig-8">
<label>Figure 8</label>
<caption>
<title>Shows the signal dropping under the finite-time bipartite impulsive controller (Leaderless)</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-8.tif"/>
</fig><fig id="fig-9">
<label>Figure 9</label>
<caption>
<title>Shows the signal dropping under the fixed-time bipartite impulsive controller (Leaderless)</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-9.tif"/>
</fig><fig id="fig-10">
<label>Figure 10</label>
<caption>
<title>Shows the error dynamics of leaderless vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-10.tif"/>
</fig><fig id="fig-11">
<label>Figure 11</label>
<caption>
<title>Shows the performance of controller of 17 vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-11.tif"/>
</fig>
<p><bold>Example 2.</bold> <italic>The system consists of one leader (vehicle 0) and five followers, as shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-12">Fig. 12</xref>. The vehicles behavior follows models <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-3">(3)</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-4">(4)</xref>. Vehicle 0 functions as the leader to transmit information to vehicles 1 and 3, which results in the adjacency matrix</italic>.</p>
<fig id="fig-12">
<label>Figure 12</label>
<caption>
<title>Shows the Finite/fixed leader-follower communication topology under the deception attack</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-12.tif"/>
</fig>
<p><italic>The Laplacian matrix is derived from the communication topology shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-12">Fig. 12</xref>. The Laplacian matrix derived from <xref ref-type="fig" rid="fig-12">Fig. 12</xref></italic>,
<disp-formula id="ueqn-120"><mml:math id="mml-ueqn-120" display="block"><mml:msub><mml:mrow><mml:mi>&#x02112;</mml:mi></mml:mrow><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:mtable columnalign="center center center center center center" rowspacing="4pt" columnspacing="1em"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>2</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>0</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn>1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>]</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The control input for the leader is defined as</italic>
<disp-formula id="ueqn-121"><mml:math id="mml-ueqn-121" display="block"><mml:mtable columnalign="right left right left right left right left right left right left" rowspacing="3pt" columnspacing="0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em 2em 0em" displaystyle="true"><mml:mtr><mml:mtd /><mml:mtd><mml:msub><mml:mi>u</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>7</mml:mn><mml:mi>cos</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mn>13</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>/</mml:mo></mml:mrow><mml:mn>8</mml:mn><mml:mi>sin</mml:mi><mml:mo>&#x2061;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The initial states of the followers are assigned as</italic>,
<disp-formula id="ueqn-122"><mml:math id="mml-ueqn-122" display="block"><mml:mrow><mml:mo>{</mml:mo><mml:mtable columnalign="left left" rowspacing=".2em" columnspacing="1em" displaystyle="false"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>3</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>4</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>2</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>5</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mn>0</mml:mn><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo stretchy="false">[</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mn>3</mml:mn><mml:msup><mml:mo stretchy="false">]</mml:mo><mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>&#x1D4AF;</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo fence="true" stretchy="true" symmetric="true"></mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
<p><italic>The impulsive interval</italic> <inline-formula id="ieqn-351"><mml:math id="mml-ieqn-351"><mml:msup><mml:mi>&#x03C7;</mml:mi><mml:mi>p</mml:mi></mml:msup></mml:math></inline-formula> <italic>is set identically to that in the Example 1. The impulsive control protocol <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">(12)</xref> is used with control gains set to</italic> <inline-formula id="ieqn-352"><mml:math id="mml-ieqn-352"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-353"><mml:math id="mml-ieqn-353"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <italic>The simulation requires</italic> <inline-formula id="ieqn-354"><mml:math id="mml-ieqn-354"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0.1044</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>according to Theorem 3, so</italic> <inline-formula id="ieqn-355"><mml:math id="mml-ieqn-355"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>is set to 0.1. The vehicle&#x2019;s movement paths are shown in <xref ref-type="fig" rid="fig-6">Fig. 6</xref>, which demonstrates that vehicle s</italic> <inline-formula id="ieqn-356"><mml:math id="mml-ieqn-356"><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-357"><mml:math id="mml-ieqn-357"><mml:mn>2</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>reach</italic> <inline-formula id="ieqn-358"><mml:math id="mml-ieqn-358"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>while vehicle s</italic> <inline-formula id="ieqn-359"><mml:math id="mml-ieqn-359"><mml:mn>3</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-360"><mml:math id="mml-ieqn-360"><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-361"><mml:math id="mml-ieqn-361"><mml:mn>5</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>reach</italic> <inline-formula id="ieqn-362"><mml:math id="mml-ieqn-362"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>The errors between the vehicles and the leader tend to zero approximately within</italic> <inline-formula id="ieqn-363"><mml:math id="mml-ieqn-363"><mml:mn>2.51</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>s along the x-axis and</italic> <inline-formula id="ieqn-364"><mml:math id="mml-ieqn-364"><mml:mn>2.23</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>s along the y-axis, which are both shorter than the theoretical upper bound of</italic> <inline-formula id="ieqn-365"><mml:math id="mml-ieqn-365"><mml:mn>4.72</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>s. Therefore, the proposed impulsive control protocol <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-12">(12)</xref> can ensure that all vehicles can reach finite-time bipartite consensus. The impulsive control protocol <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">(18)</xref> uses the following control parameters</italic> <inline-formula id="ieqn-366"><mml:math id="mml-ieqn-366"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>1</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <inline-formula id="ieqn-367"><mml:math id="mml-ieqn-367"><mml:msub><mml:mi>e</mml:mi><mml:mn>2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>9</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>and</italic> <inline-formula id="ieqn-368"><mml:math id="mml-ieqn-368"><mml:mi>&#x03B5;</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn>4</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <italic>Theorem 4 requires</italic> <inline-formula id="ieqn-369"><mml:math id="mml-ieqn-369"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>&#x003C;</mml:mo><mml:mn>0.1044</mml:mn></mml:math></inline-formula>, <italic>so</italic> <inline-formula id="ieqn-370"><mml:math id="mml-ieqn-370"><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>is set to</italic> <inline-formula id="ieqn-371"><mml:math id="mml-ieqn-371"><mml:mn>0.1</mml:mn></mml:math></inline-formula>. <italic>The vehicles&#x2019; movement paths in <xref ref-type="fig" rid="fig-7">Fig. 7</xref> show that vehicles 1 and 2 reach</italic> <inline-formula id="ieqn-372"><mml:math id="mml-ieqn-372"><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula> <italic>while vehicles 3, 4, and 5 reach</italic> <inline-formula id="ieqn-373"><mml:math id="mml-ieqn-373"><mml:mo>&#x2212;</mml:mo><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>v</mml:mi><mml:mn>0</mml:mn></mml:msub><mml:mo stretchy="false">(</mml:mo><mml:mi>t</mml:mi><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo><mml:mo stretchy="false">)</mml:mo></mml:math></inline-formula>. <italic>The error between followers and the leader approaches zero within</italic> <inline-formula id="ieqn-374"><mml:math id="mml-ieqn-374"><mml:mn>2.13</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>s along the x-axis and</italic> <inline-formula id="ieqn-375"><mml:math id="mml-ieqn-375"><mml:mn>1.64</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>s along the y-axis, which both exceed the theoretical settling time of</italic> <inline-formula id="ieqn-376"><mml:math id="mml-ieqn-376"><mml:mn>3.25</mml:mn></mml:math></inline-formula> <italic>s. The proposed impulsive control protocol <xref ref-type="disp-formula" rid="eqn-18">(18)</xref> provides effective fixed-time bipartite consensus (FXTBC) achievement for all vehicles</italic>.</p>
<p><italic><xref ref-type="fig" rid="fig-13">Figs. 13</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-14">14</xref> show the position state trajectories and velocity state trajectories of vehicles, respectively. <xref ref-type="fig" rid="fig-15">Figs. 15</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-16">16</xref> show finite-time control trajectories and fixed-time control trajectories of vehicles, respectively. <xref ref-type="fig" rid="fig-17">Figs. 17</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-18">18</xref> show the path finite-time and fixed-time control input under the deception attack of vehicles, respectively. <xref ref-type="fig" rid="fig-19">Figs. 19</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-20">20</xref> show the signal dropping under the finite-time and fixed-time bipartite impulsive controller (Leader-Following). <xref ref-type="fig" rid="fig-21">Figs. 21</xref> and <xref ref-type="fig" rid="fig-22">22</xref> show the error dynamics of leader-following vehicles and the performance of controller with 1 leader and 16 followers vehicles, respectively</italic>.</p>
<fig id="fig-13">
<label>Figure 13</label>
<caption>
<title>Represents the position state trajectories of vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-13.tif"/>
</fig><fig id="fig-14">
<label>Figure 14</label>
<caption>
<title>Represents the velocity state trajectories of vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-14.tif"/>
</fig><fig id="fig-15">
<label>Figure 15</label>
<caption>
<title>shows finite-time control trajectories of vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-15.tif"/>
</fig><fig id="fig-16">
<label>Figure 16</label>
<caption>
<title>Shows finite-time control trajectories of vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-16.tif"/>
</fig><fig id="fig-17">
<label>Figure 17</label>
<caption>
<title>Shows the path finite-time control input under the deception attack of vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-17.tif"/>
</fig><fig id="fig-18">
<label>Figure 18</label>
<caption>
<title>Shows the path fixed-time control input under the deception attack of vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-18.tif"/>
</fig><fig id="fig-19">
<label>Figure 19</label>
<caption>
<title>Shows the signal dropping under the finite-time bipartite impulsive controller (Leader-Following)</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-19.tif"/>
</fig><fig id="fig-20">
<label>Figure 20</label>
<caption>
<title>Shows the signal dropping under the fixed-time bipartite impulsive controller (Leader-Following)</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-20.tif"/>
</fig><fig id="fig-21">
<label>Figure 21</label>
<caption>
<title>Shows the error dynamics of leader-following vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-21.tif"/>
</fig><fig id="fig-22">
<label>Figure 22</label>
<caption>
<title>Shows the performance of the controller with 1 leader and 16 follower vehicles</title>
</caption>
<graphic mimetype="image" mime-subtype="tif" xlink:href="CMES_72973-fig-22.tif"/>
</fig>
<p>In <xref ref-type="table" rid="table-1">Table 1</xref>, the performance of the proposed controller is compared with classical PID and IDM strategies across multiple criteria.</p>
<table-wrap id="table-1">
<label>Table 1</label>
<caption>
<title>Comparison of proposed control framework with state-of-the-art controllers</title>
</caption>
<table>
<colgroup>
<col align="center"/>
<col align="center"/>
<col align="center"/>
<col align="center"/> </colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Performance criteria</th>
<th>PID controller</th>
<th>IDM controller</th>
<th>Proposed FNTBC/FXTBC controller</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td><bold>System type</bold></td>
<td>Linear, parameter-tuned</td>
<td>Kinematic, car-following</td>
<td>Nonlinear, model-based</td>
</tr>
<tr>
<td><bold>Convergence type</bold></td>
<td>Asymptotic</td>
<td>Asymptotic</td>
<td>Finite-Time/Fixed-Time</td>
</tr>
<tr>
<td><bold>Adaptability to nonlinearity</bold></td>
<td>Low</td>
<td>Moderate</td>
<td>High</td>
</tr>
<tr>
<td><bold>Robustness to delays</bold></td>
<td>Sensitive to delay</td>
<td>Moderate resilience</td>
<td>Delay-compensated via Lyapunov analysis</td>
</tr>
<tr>
<td><bold>Attack resilience (Deception/FDI)</bold></td>
<td>Poor</td>
<td>Weak against data manipulation</td>
<td>Strong (impulsive &#x002B; gauge transformation based)</td>
</tr>
<tr>
<td><bold>Response speed</bold></td>
<td>Slow under varying topology</td>
<td>Moderate</td>
<td>Fast convergence with fixed/finite bounds</td>
</tr>
<tr>
<td><bold>Structural balance handling</bold></td>
<td>Not supported</td>
<td>Partial (behavioral alignment only)</td>
<td>Full balance via bipartite consensus law</td>
</tr>
<tr>
<td><bold>Communication topology</bold></td>
<td>Static networks only</td>
<td>Static or weakly dynamic</td>
<td>Switching signed networks supported</td>
</tr>
<tr>
<td><bold>Stability guarantee</bold></td>
<td>Local (depends on tuning)</td>
<td>Empirical</td>
<td>Theoretical (mean-square, finite/fixed-time)</td>
</tr>
<tr>
<td><bold>Scalability (Vehicles)</bold></td>
<td>Limited (5&#x2013;10 vehicles)</td>
<td>Moderate (10&#x2013;15 vehicles)</td>
<td>High (5&#x2013;17 vehicles validated)</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<p>The condition of string stability requires that spacing errors between vehicles do not grow when moving through the platoon. The Lyapunov-based analysis in Theorem 3 shows that spacing errors stay within limits for all vehicles in the platoon. The proposed method demonstrates string stability through <xref ref-type="table" rid="table-2">Table 2</xref>, which shows the maximum steady-state separation errors for each vehicle.</p>
<table-wrap id="table-2">
<label>Table 2</label>
<caption>
<title>String stability validation results</title>
</caption>
<table>
<colgroup>
<col align="center"/>
<col align="center"/>
<col align="center"/> </colgroup>
<thead>
<tr>
<th>Vehicle index</th>
<th>Max separation error (m)</th>
<th>Error ratio to leader</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td>1</td>
<td>0.12</td>
<td>1.00</td>
</tr>
<tr>
<td>2</td>
<td>0.11</td>
<td>0.92</td>
</tr>
<tr>
<td>3</td>
<td>0.09</td>
<td>0.75</td>
</tr>
<tr>
<td>4</td>
<td>0.08</td>
<td>0.68</td>
</tr>
<tr>
<td>5</td>
<td>0.07</td>
<td>0.60</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
</sec>
<sec id="s5">
<label>5</label>
<title>Conclusion</title>
<p>This paper developed a unified model-based impulsive control framework to achieve finite-time and fixed-time bipartite consensus in second-order nonlinear vehicle platooning systems operating under switching signed interaction networks, communication delays, and deception attacks. By integrating Lyapunov stability theory and impulsive system dynamics, the proposed strategy guarantees bounded inter-vehicle separation and string stability in both leaderless and leader&#x2013;follower structures. Simulation studies on five- and seventeen-vehicle formations validate the effectiveness of the approach, achieving convergence within approximately <inline-formula id="ieqn-377"><mml:math id="mml-ieqn-377"><mml:mn>3.4</mml:mn><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for finite-time control and <inline-formula id="ieqn-378"><mml:math id="mml-ieqn-378"><mml:mn>2.7</mml:mn><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for fixed-time control&#x2014;showing a 40%&#x2013;45% improvement in response time compared to conventional PID and IDM controllers. Moreover, the control protocol maintains error deviations below <inline-formula id="ieqn-379"><mml:math id="mml-ieqn-379"><mml:mn>0.05</mml:mn><mml:mspace width="thinmathspace" /><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> under 30% deception attack intensity, confirming its strong resilience against adversarial network disruptions. The main limitations of this work are associated with modeling assumptions and implementation constraints. The proposed framework assumes accurate model knowledge and homogeneous vehicle dynamics, which may not fully capture the complexity of real-world heterogeneous platoons. Additionally, the use of pre-scheduled impulsive instants requires precise timing and synchronization among agents, posing challenges for large-scale vehicular networks where communication delays and packet drops are common. The study primarily focuses on deception-type cyber-attacks, leaving hybrid, coordinated Byzantine, or combined physical cyber-attacks for future exploration. Furthermore, environmental disturbances, actuator saturation, and stochastic uncertainties were simplified in the simulation environment, and experimental validation under realistic traffic conditions remains to be conducted. Overall, the proposed impulsive control mechanism ensures secure, rapid, and reliable vehicle coordination under dynamic topologies. Future research will focus on developing adaptive and event-triggered impulsive strategies that optimize control efficiency, reduce communication load, and enhance resilience against complex attack models in heterogeneous and large-scale vehicular environments.</p>
</sec>
</body>
<back>
<ack>
<p>The authors extend their appreciation to the Deanship of Research and Graduate Studies at King Khalid University for funding this work through Large Research Project under grant number RGP. 2/103/46”, the authors also express their appreciation to the Deanship of Scientific Research at Northern Border University, Arar, Saudi Arabia for funding this research work through project number “NBU-FFR-2025-871-15” and this study is supported via funding from Prince Sattam bin Abdulaziz University project number (PSAU/2025/R/1447).</p>
</ack>
<sec>
<title>Funding Statement</title>
<p>The authors received no specific funding for this study.</p>
</sec>
<sec>
<title>Author Contributions</title>
<p>Conceptualization, Muflih Alhazmi; Software, Nafisa A. Albasheir; Validation, Ameni Gargouri; Formal analysis, Muflih Alhazmi; Resources, Naveed Iqbal; Writing&#x2014;original draft, Waqar Ul Hassan and Saba Shaheen; Writing&#x2014;review &#x0026; editing, Waqar Ul Hassan and Azmat Ullah Khan Niazi; Supervision, Azmat Ullah Khan Niazi and Muflih Alhazmi; Project administration, Muflih Alhazmi and Mohammed M. A. Almazah. All authors reviewed the results and approved the final version of the manuscript.</p>
</sec>
<sec sec-type="data-availability">
<title>Availability of Data and Materials</title>
<p>The code is considered an intellectual property of the Northern Border University project, and therefore not publicly available. The data that support the findings of this study are available from the corresponding author, Azmat Ullah Khan Niazi, upon reasonable request.</p>
</sec>
<sec>
<title>Ethics Approval</title>
<p>Not applicable.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement">
<title>Conflicts of Interest</title>
<p>The authors declare no conflicts of interest to report regarding the present study.</p>
</sec>
<ref-list content-type="authoryear">
<title>References</title>
<ref id="ref-1"><label>[1]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sun</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sheng</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Luo</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yu</surname> <given-names>H</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Game theoretic approach for multipriority data transmission in 5G vehicular networks</article-title>. <source>IEEE Transact Intell Transport Syst</source>. <year>2022</year>;<volume>23</volume>(<issue>12</issue>):<fpage>24672</fpage>&#x2013;<lpage>85</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TITS.2022.3198046</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-2"><label>[2]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sun</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <string-name><surname>Song</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yu</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chang</surname> <given-names>V</given-names></string-name>, <string-name><surname>Du</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guizani</surname> <given-names>M</given-names></string-name></person-group>. <article-title>V2V routing in a VANET based on the autoregressive integrated moving average model</article-title>. <source>IEEE Transact Vehic Technol</source>. <year>2019</year>;<volume>68</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>908</fpage>&#x2013;<lpage>22</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2018.2884525</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-3"><label>[3]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sun</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liao</surname> <given-names>D</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yu</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Du</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guizani</surname> <given-names>M</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Bus-trajectory-based street-centric routing for message delivery in urban vehicular ad hoc networks</article-title>. <source>IEEE Transact Vehic Technol</source>. <year>2018</year>;<volume>67</volume>(<issue>8</issue>):<fpage>7550</fpage>&#x2013;<lpage>63</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TVT.2018.2828651</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-4"><label>[4]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiang</surname> <given-names>Z</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Prescribed-time optimal control for a class of switched nonlinear systems</article-title>. <source>IEEE Trans Autom Sci Eng</source>. <year>2024</year>;<volume>22</volume>:<fpage>3033</fpage>&#x2013;<lpage>43</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TASE.2024.3388456</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-5"><label>[5]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hu</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Leng</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiong</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fu</surname> <given-names>Z</given-names></string-name></person-group>. <article-title>An integrated of decision-making and motion planning framework for enhanced oscillation-free capability</article-title>. <source>IEEE Transact Intell Transport Syst</source>. <year>2024</year>;<volume>25</volume>(<issue>6</issue>):<fpage>5718</fpage>&#x2013;<lpage>32</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TITS.2023.3332655</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-6"><label>[6]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Benarous</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zeadally</surname> <given-names>S</given-names></string-name>, <string-name><surname>Boudjit</surname> <given-names>S</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mellouk</surname> <given-names>A</given-names></string-name></person-group>. <article-title>A review of pseudonym change strategies for location privacy preservation schemes in vehicular networks</article-title>. <source>ACM Comput Surv</source>. <year>2025</year>;<volume>57</volume>(<issue>8</issue>):<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>37</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1145/0000000.0000000</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-7"><label>[7]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Xu</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>B</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Semi-global stabilization of parabolic PDE-ODE systems with input saturation</article-title>. <source>Automatica</source>. <year>2025</year>;<volume>171</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>111931</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.automatica.2024.111931</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-8"><label>[8]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Song</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Guo</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>K</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>Knowledge-guided self-learning control strategy for mixed vehicle platoons with delays</article-title>. <source>Nature Communicat</source>. <year>2025</year>;<volume>16</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>7705</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s41467-025-62597-x</pub-id>; <pub-id pub-id-type="pmid">40830216</pub-id></mixed-citation></ref>
<ref id="ref-9"><label>[9]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Song</surname> <given-names>D</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>Han</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jia</surname> <given-names>S</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Subjective driving risk prediction based on spatiotemporal distribution features of human driver&#x2019;s cognitive risk</article-title>. <source>IEEE Transact Intell Transport Syst</source>. <year>2024</year>;<volume>25</volume>(<issue>11</issue>):<fpage>16687</fpage>&#x2013;<lpage>703</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TITS.2024.3409874</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-10"><label>[10]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Luan</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname> <given-names>W</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>C</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Coordinated tracking control of the integrated wheel-end system based on generalized instantaneous steering center constraint</article-title>. <source>IEEE Transact Transport Electrif</source>. <year>2025</year>;<volume>11</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>8271</fpage>&#x2013;<lpage>81</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TTE.2025.3538892</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-11"><label>[11]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Long</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cai</surname> <given-names>W</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yang</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Huang</surname> <given-names>H</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Improved particle swarm optimization with reverse learning and neighbor adjustment for space surveillance network task scheduling</article-title>. <source>Swarm Evolution Comput</source>. <year>2024</year>;<volume>85</volume>(<issue>8</issue>):<fpage>101482</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.swevo.2024.101482</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-12"><label>[12]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Sun</surname> <given-names>Q</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jian</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Han</surname> <given-names>C</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>Y</given-names></string-name></person-group>. <article-title>An improved opportunistic localization algorithm using LEO signals based on PSODC</article-title>. <source>IEEE Transact Instrument Measur</source>. <year>2025</year>;<volume>74</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>10</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TIM.2025.3593550</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-13"><label>[13]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Xiong</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>C</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Recurrent neural network based sliding mode control for an uncertain tilting quadrotor UAV</article-title>. <source>Int J Robust Nonlinear Cont</source>. <year>2025</year>;<volume>161</volume>(<issue>14</issue>):<fpage>12253</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1002/rnc.70108</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-14"><label>[14]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Xue</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zheng</surname> <given-names>Q</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mu</surname> <given-names>C</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yang</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>Perturbation defense ultra high-speed weak target recognition</article-title>. <source>Eng Applicat Artif Intell</source>. <year>2024</year>;<volume>138</volume>(<issue>1</issue>):<fpage>109420</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.engappai.2024.109420</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-15"><label>[15]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhu</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tang</surname> <given-names>R</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>P</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>W</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cao</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>Critical scenarios adversarial generation method for intelligent vehicles testing based on hierarchical reinforcement architecture</article-title>. <source>Accid Anal Prevent</source>. <year>2025</year>;<volume>215</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>108013</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aap.2025.108013</pub-id>; <pub-id pub-id-type="pmid">40121971</pub-id></mixed-citation></ref>
<ref id="ref-16"><label>[16]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhu</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cao</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>P</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Han</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tang</surname> <given-names>R</given-names></string-name></person-group>. <article-title>High-fidelity ultrasonic radar in-the-loop accelerated test for automatic parking systems</article-title>. <source>IEEE Transact Intell Transport Syst</source>. <year>2025</year>;<volume>26</volume>(<issue>10</issue>):<fpage>17055</fpage>&#x2013;<lpage>67</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TITS.2025.3574505</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-17"><label>[17]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Song</surname> <given-names>D</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Han</surname> <given-names>J</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Modeling lane-changing spatiotemporal features based on the driving behavior generation mechanism of human drivers</article-title>. <source>Expert Syst with Applicat</source>. <year>2025</year>;<volume>284</volume>(<issue>10</issue>):<fpage>127974</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.eswa.2025.127974</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-18"><label>[18]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xu</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Luo</surname> <given-names>R</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mao</surname> <given-names>Y</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Fast GNSS acquisition algorithm based on SFFT with high noise immunity</article-title>. <source>China Communicat</source>. <year>2023</year>;<volume>20</volume>(<issue>5</issue>):<fpage>70</fpage>&#x2013;<lpage>83</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.23919/JCC.2023.00.006</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-19"><label>[19]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>CLP</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname> <given-names>W</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Adaptive PI event-triggered control for nonlinear systems with input delay</article-title>. <source>Inform Sci</source>. <year>2024</year>;<volume>677</volume>(<issue>24</issue>):<fpage>120817</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.ins.2024.120817</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-20"><label>[20]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lu</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yuan</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>W</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>F</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yu</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>Tradeoff of code estimation error rate and terminal gain in SCER attack</article-title>. <source>IEEE Transact Instrument Measur</source>. <year>2024</year>;<volume>73</volume>(<issue>7</issue>):<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>12</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TIM.2024.3406807</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-21"><label>[21]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Yang</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zang</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>W</given-names></string-name>, <string-name><surname>Luo</surname> <given-names>Q</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>R</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>Y</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Improved social force model based on pedestrian collision avoidance behavior in counterflow</article-title>. <source>Phys A Statist Mech Applicat</source>. <year>2024</year>;<volume>642</volume>(<issue>17</issue>):<fpage>129762</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physa.2024.129762</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-22"><label>[22]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhou</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhou</surname> <given-names>G</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Hybrid of neural network and physics-based estimator for vehicle longitudinal dynamics modeling using limited driving data</article-title>. <source>IEEE Transact Intell Transport Syst</source>. <year>2025</year>;<volume>26</volume>(<issue>10</issue>):<fpage>16735</fpage>&#x2013;<lpage>46</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TITS.2025.3585346</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-23"><label>[23]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chen</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Marcantoni</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jayawardhana</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Range-only distributed safety-critical formation control based on contracting bearing estimators and control barrier functions</article-title>. <source>IEEE Internet Things J</source>. <year>2025</year>;<volume>12</volume>(<issue>19</issue>):<fpage>40968</fpage>&#x2013;<lpage>79</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JIOT.2025.3590774</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-24"><label>[24]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ding</surname> <given-names>F</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wei</surname> <given-names>C</given-names></string-name>, <string-name><surname>Nguyen</surname> <given-names>A</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>Intelligent event triggered lane keeping security control for autonomous vehicle under DoS attacks</article-title>. <source>IEEE Transact Fuzzy Syst</source>. <year>2025</year>;<volume>33</volume>(<issue>10</issue>):<fpage>3595</fpage>&#x2013;<lpage>608</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TFUZZ.2025.3597276</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-25"><label>[25]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname> <given-names>W</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liang</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zeng</surname> <given-names>H</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Sampled-data-based stability and stabilization of Lurie systems</article-title>. <source>Appl Mathem Comput</source>. <year>2025</year>;<volume>501</volume>(<issue>10</issue>):<fpage>129455</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.amc.2025.129455</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-26"><label>[26]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Bukht</surname> <given-names>TFN</given-names></string-name>, <string-name><surname>Alazeb</surname> <given-names>A</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mudawi</surname> <given-names>NA</given-names></string-name>, <string-name><surname>Alabdullah</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>Alnowaiser</surname> <given-names>K</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jalal</surname> <given-names>A</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>Robust human interaction recognition using extended kalman filter</article-title>. <source>Comput Mater Contin</source>. <year>2024</year>;<volume>81</volume>(<issue>2</issue>):<fpage>2987</fpage>&#x2013;<lpage>3002</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.32604/cmc.2024.053547</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-27"><label>[27]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Hu</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jiang</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>D</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiao</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>Q</given-names></string-name>, <string-name><surname>Min</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>Real-time contactless eye blink detection using radar</article-title>. <source>IEEE Transact Mobile Comput</source>. <year>2024</year>;<volume>23</volume>(<issue>6</issue>):<fpage>6606</fpage>&#x2013;<lpage>19</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TMC.2023.3323280</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-28"><label>[28]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liang</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tan</surname> <given-names>C</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yan</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhou</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yin</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yang</surname> <given-names>K</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Interaction-aware trajectory prediction for safe motion planning in autonomous driving: a transformer-transfer learning approach</article-title>. <source>IEEE Transact Intell Transport Syst</source>. <year>2025</year>;<volume>26</volume>(<issue>10</issue>):<fpage>17080</fpage>&#x2013;<lpage>95</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TITS.2025.3588228</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-29"><label>[29]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Ren</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cui</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chang</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yu</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>Is cooperative always better? Multi-Agent Reinforcement Learning with explicit neighborhood backtracking for network-wide traffic signal control</article-title>. <source>Transport Res Part C Emerg Technol</source>. <year>2025</year>;<volume>179</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>105265</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.trc.2025.105265</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-30"><label>[30]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Wang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sun</surname> <given-names>R</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jiang</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mao</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yotto Ochieng</surname> <given-names>W</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Multipath inflation factor for robust fusion-based navigation in urban areas</article-title>. <source>IEEE Inter Things J</source>. <year>2025</year>;<volume>12</volume>(<issue>11</issue>):<fpage>16256</fpage>&#x2013;<lpage>65</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/JIOT.2025.3535819</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-31"><label>[31]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sun</surname> <given-names>R</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ochieng</surname> <given-names>WY</given-names></string-name></person-group>. <article-title>A robust time synchronization algorithm for integrated navigation in urban environments</article-title>. <source>Measur Sci Technol</source>. <year>2025</year>;<volume>36</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>036302</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1361-6501/ada9a2</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-32"><label>[32]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jin</surname> <given-names>J</given-names></string-name></person-group>. <article-title>A noise-tolerant fuzzy-type zeroing neural network for robust synchronization of chaotic systems</article-title>. <source>Concurr Comput Pract Exper</source>. <year>2024</year>;<volume>36</volume>(<issue>22</issue>):<fpage>e8218</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1002/cpe.8218</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-33"><label>[33]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Jin</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhu</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhao</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Gong</surname> <given-names>J</given-names></string-name></person-group>. <article-title>A robust predefined-time convergence zeroing neural network for dynamic matrix inversion</article-title>. <source>IEEE Transact Cybernet</source>. <year>2023</year>;<volume>53</volume>(<issue>6</issue>):<fpage>3887</fpage>&#x2013;<lpage>900</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TCYB.2022.3179312</pub-id>; <pub-id pub-id-type="pmid">35687643</pub-id></mixed-citation></ref>
<ref id="ref-34"><label>[34]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Jiang</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cai</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xiao</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yang</surname> <given-names>K</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>J</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Vehicle-assisted service caching for task offloading in vehicular edge computing</article-title>. <source>IEEE Transact Mobile Comput</source>. <year>2025</year>;<volume>24</volume>(<issue>7</issue>):<fpage>6688</fpage>&#x2013;<lpage>700</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TMC.2025.3545444</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-35"><label>[35]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Liu</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname> <given-names>C</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhen</surname> <given-names>S</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sun</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Sun</surname> <given-names>C</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>Y</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Robust control under servo constraint following via nash equilibrium theory for bimanual humanoid manipulation</article-title>. <source>IEEE Transact Fuzzy Syst</source>. <year>2025</year>;<volume>33</volume>(<issue>11</issue>):<fpage>4069</fpage>&#x2013;<lpage>82</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TFUZZ.2025.3609828</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-36"><label>[36]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Li</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cai</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>Q</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Qing</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yang</surname> <given-names>SX</given-names></string-name></person-group>. <article-title>A network with neural plasticity for driver fatigue recognition on real roads</article-title>. <source>IEEE Transact Indust Elect</source>. <year>2025</year>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TIE.2025.3585046</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-37"><label>[37]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Cao</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>K</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <string-name><surname>He</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Xin</surname> <given-names>D</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>K</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>A self-supervised evaluation approach of insulation condition for vehicle cable terminals using hypergraph neural network with dynamic features</article-title>. <source>IEEE Transact Indust Inform</source>. <year>2025</year>;<volume>21</volume>(<issue>12</issue>):<fpage>9330</fpage>&#x2013;<lpage>40</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TII.2025.3598442</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-38"><label>[38]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Yue</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Yan</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Han</surname> <given-names>R</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname> <given-names>Z</given-names></string-name></person-group>. <article-title>A DDoS attack detection method based on IQR and DFFCNN in SDN</article-title>. <source>J Netw Comput Applicat</source>. <year>2025</year>;<volume>240</volume>(<issue>24</issue>):<fpage>104203</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jnca.2025.104203</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-39"><label>[39]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zheng</surname> <given-names>W</given-names></string-name>, <string-name><surname>Liu</surname> <given-names>C</given-names></string-name>, <string-name><surname>Deng</surname> <given-names>P</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wu</surname> <given-names>X</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Enhancing concurrency vulnerability detection through AST-based static fuzz mutation</article-title>. <source>J Syst Softw</source>. <year>2025</year>;<volume>222</volume>:<fpage>112352</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.jss.2025.112352</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-40"><label>[40]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zuo</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Tie</surname> <given-names>L</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Distributed robust finite-time nonlinear consensus protocols for multi-agent systems</article-title>. <source>Int J Syst Sci</source>. <year>2016</year>;<volume>47</volume>(<issue>6</issue>):<fpage>1366</fpage>&#x2013;<lpage>75</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1080/00207721.2014.925608</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-41"><label>[41]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Xiao</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Shu</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jiang</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Min</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <string-name><surname>Chen</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Han</surname> <given-names>Z</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Overcoming occlusions: perception task-oriented information sharing in connected and autonomous vehicles</article-title>. <source>IEEE Netw</source>. <year>2023</year>;<volume>37</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>224</fpage>&#x2013;<lpage>9</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/MNET.018.2300125</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-42"><label>[42]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Guo</surname> <given-names>C</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hu</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hao</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Celikovsk&#x00FD;</surname> <given-names>S</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hu</surname> <given-names>X</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Fixed-time safe tracking control of uncertain high-order nonlinear pure-feedback systems via unified transformation functions</article-title>. <source>Kybernetika</source>. <year>2023</year>;<volume>59</volume>(<issue>3</issue>):<fpage>342</fpage>&#x2013;<lpage>64</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.14736/kyb-2023-3-0342</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-43"><label>[43]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Luo</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wang</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <string-name><surname>Li</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <string-name><surname>Pesce</surname> <given-names>G</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Transport infrastructure connectivity and conflict resolution: a machine learning analysis</article-title>. <source>Neural Comput Applicat</source>. <year>2022</year>;<volume>34</volume>(<issue>9</issue>):<fpage>6585</fpage>&#x2013;<lpage>601</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00521-021-06015-5</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-44"><label>[44]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Viadero-Monasterio</surname> <given-names>F</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mel&#x00E9;ndez-Useros</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jim&#x00E9;nez-Salas</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Boada</surname> <given-names>BL</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Robust adaptive heterogeneous vehicle platoon control based on disturbances estimation and compensation</article-title>. <source>IEEE Access</source>. <year>2024</year>;<volume>12</volume>(<issue>7</issue>):<fpage>96924</fpage>&#x2013;<lpage>35</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2024.3428341</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-45"><label>[45]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>L</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhong</surname> <given-names>J</given-names></string-name>, <string-name><surname>Lu</surname> <given-names>J</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Intermittent control for finite-time synchronization of fractional-order complex networks</article-title>. <source>Neural Netw</source>. <year>2021</year>;<volume>144</volume>(<issue>12</issue>):<fpage>11</fpage>&#x2013;<lpage>20</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.neunet.2021.08.004</pub-id>; <pub-id pub-id-type="pmid">34438324</pub-id></mixed-citation></ref>
<ref id="ref-46"><label>[46]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Zhai</surname> <given-names>X</given-names></string-name>, <string-name><surname>Wen</surname> <given-names>G</given-names></string-name>, <string-name><surname>Peng</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhang</surname> <given-names>X</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Leaderless and leader-following fixed-time consensus for multiagent systems via impulsive control</article-title>. <source>Int J Robust Nonlin Cont</source>. <year>2020</year>;<volume>30</volume>(<issue>13</issue>):<fpage>5253</fpage>&#x2013;<lpage>66</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1002/rnc.5059</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-47"><label>[47]</label><mixed-citation publication-type="conf-proc"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Viadero Monasterio</surname> <given-names>F</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mel&#x00E9;ndez Useros</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jim&#x00E9;nez Salas</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>L&#x00F3;pez Boada</surname> <given-names>B</given-names></string-name>, <string-name><surname>L&#x00F3;pez Boada</surname> <given-names>MJ</given-names></string-name></person-group>. <article-title>What are the most influential factors in a vehicle platoon?</article-title> In: <conf-name>2024 IEEE EAIS: Emerging Applications of Artificial Intelligence Systems; 2024 May 23&#x2013;24</conf-name>; <publisher-loc>Madrid, Spain. Piscataway, NJ, USA</publisher-loc>: <publisher-name>IEEE</publisher-name>. p. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>7</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/EAIS58494.2024.10569102</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-48"><label>[48]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Altafini</surname> <given-names>C</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Consensus problems on networks with antagonistic interactions</article-title>. <source>IEEE Trans Automat Contr</source>. <year>2012</year>;<volume>58</volume>(<issue>4</issue>):<fpage>935</fpage>&#x2013;<lpage>46</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TAC.2012.2224251</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-49"><label>[49]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Chang</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ren</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jiang</surname> <given-names>H</given-names></string-name>, <string-name><surname>Fu</surname> <given-names>D</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cai</surname> <given-names>P</given-names></string-name>, <string-name><surname>Cui</surname> <given-names>Z</given-names></string-name>, <etal>et al</etal></person-group>. <article-title>Hierarchical adaptive cross-coupled control of traffic signals and vehicle routes in large-scale road network</article-title>. <source>Comput-Aided Civil Infrastruct Eng</source>. <year>2025</year>;<volume>85</volume>(<issue>8</issue>):<fpage>64</fpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1111/mice.13508</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-50"><label>[50]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Khan</surname> <given-names>A</given-names></string-name>, <string-name><surname>Javeed</surname> <given-names>MA</given-names></string-name>, <string-name><surname>Hassan</surname> <given-names>WU</given-names></string-name>, <string-name><surname>Zhong</surname> <given-names>Y</given-names></string-name>, <string-name><surname>Ahmed</surname> <given-names>S</given-names></string-name>, <string-name><surname>Niazi</surname> <given-names>AUK</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Event-triggered consensus control with dynamic agents and communication delays in heterogeneous multi-agent systems</article-title>. <source>Alex Eng J</source>. <year>2025</year>;<volume>128</volume>:<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>11</lpage>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.aej.2025.04.100</pub-id>.</mixed-citation></ref>
<ref id="ref-51"><label>[51]</label><mixed-citation publication-type="journal"><person-group person-group-type="author"><string-name><surname>Viadero-Monasterio</surname> <given-names>F</given-names></string-name>, <string-name><surname>Mel&#x00E9;ndez-Useros</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Jim&#x00E9;nez-Salas</surname> <given-names>M</given-names></string-name>, <string-name><surname>Boada</surname> <given-names>BL</given-names></string-name></person-group>. <article-title>Robust adaptive control of heterogeneous vehicle platoons in the presence of network disconnections with a novel string stability guarantee</article-title>. <source>IEEE Transact Intell Vehic</source>. <year>2025</year>. doi:<pub-id pub-id-type="doi">10.1109/TIV.2025.3578936</pub-id>.</mixed-citation></ref>
</ref-list>
</back></article>