<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing with OASIS Tables v3.0 20080202//EN" "https://jats.nlm.nih.gov/nlm-dtd/publishing/3.0/journalpub-oasis3.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:oasis="http://docs.oasis-open.org/ns/oasis-exchange/table" xml:lang="en" dtd-version="3.0" article-type="research-article">
  <front>
    <journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher">MS</journal-id><journal-title-group>
    <journal-title>Mechanical Sciences</journal-title>
    <abbrev-journal-title abbrev-type="publisher">MS</abbrev-journal-title><abbrev-journal-title abbrev-type="nlm-ta">Mech. Sci.</abbrev-journal-title>
  </journal-title-group><issn pub-type="epub">2191-916X</issn><publisher>
    <publisher-name>Copernicus Publications</publisher-name>
    <publisher-loc>Göttingen, Germany</publisher-loc>
  </publisher></journal-meta>
    <article-meta>
      <article-id pub-id-type="doi">10.5194/ms-17-495-2026</article-id><title-group><article-title>Kinematic and dynamic modeling of a novel 4-degree-of-freedom parallel mechanism</article-title><alt-title>Kinematic and dynamic modeling of a novel 4-degree-of-freedom parallel mechanism</alt-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author" corresp="yes" rid="aff1 aff2">
          <name><surname>Zhao</surname><given-names>Yuming</given-names></name>
          <email>zym@squ.edu.cn</email>
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="no" rid="aff1 aff2">
          <name><surname>Feng</surname><given-names>Haibing</given-names></name>
          
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="no" rid="aff3">
          <name><surname>Chen</surname><given-names>Huiyuan</given-names></name>
          
        </contrib>
        <contrib contrib-type="author" corresp="no" rid="aff4">
          <name><surname>Xing</surname><given-names>Yanbing</given-names></name>
          
        </contrib>
        <aff id="aff1"><label>1</label><institution>School of Mechanical and Electrical Engineering, Suqian University, Suqian 223800, China</institution>
        </aff>
        <aff id="aff2"><label>2</label><institution>Jiangsu Engineering Research Center of Key Technology for Intelligent Manufacturing Equipment, Suqian 223800, China</institution>
        </aff>
        <aff id="aff3"><label>3</label><institution>China Nuclear Power Operations Co., Ltd, Shenzhen 518000, China</institution>
        </aff>
        <aff id="aff4"><label>4</label><institution>Labpark (Beijing) Technology Co., Ltd, Beijing 102208, China</institution>
        </aff>
      </contrib-group>
      <author-notes><corresp id="corr1">Yuming Zhao (zym@squ.edu.cn)</corresp></author-notes><pub-date><day>8</day><month>May</month><year>2026</year></pub-date>
      
      <volume>17</volume>
      <issue>1</issue>
      <fpage>495</fpage><lpage>509</lpage>
      <history>
        <date date-type="received"><day>27</day><month>November</month><year>2025</year></date>
           <date date-type="rev-recd"><day>18</day><month>February</month><year>2026</year></date>
           <date date-type="accepted"><day>2</day><month>March</month><year>2026</year></date>
      </history>
      <permissions>
        <copyright-statement>Copyright: © 2026 Yuming Zhao et al.</copyright-statement>
        <copyright-year>2026</copyright-year>
      <license license-type="open-access"><license-p>This work is licensed under the Creative Commons Attribution 4.0 International License. To view a copy of this licence, visit <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/</ext-link></license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026.html">This article is available from https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026.html</self-uri><self-uri xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026.pdf">The full text article is available as a PDF file from https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026.pdf</self-uri>
      <abstract><title>Abstract</title>

      <p id="d2e128">In this paper, a novel 4-degree-of-freedom (DOF) parallel mechanism (PM) limb is proposed. The properties of the degrees of freedom are verified based on the screw theory. The inverse position, velocity, and acceleration models of the mechanism are developed. The position workspace of the mechanism is generated based on the inverse kinematic model. The singular configurations are identified within the workspace. The distribution of the stiffness index in the workspace is visualized. The inverse dynamic model of the mechanism is developed based on the Lagrangian method. The kinematic and dynamic simulations of the mechanism are carried out in Adams to verify the correctness of the theoretical model. Most of the kinematic joints of the mechanism are revolute joints and form the sub-closed-loop parallelogram structure, which makes this mechanism exhibit promising application prospects for application in high-speed or heavy-load fields.</p>
  </abstract>
    </article-meta>
  </front>
<body>
      

<sec id="Ch1.S1" sec-type="intro">
  <label>1</label><title>Introduction</title>
      <p id="d2e140">The mechanism is the skeleton of mechanical equipment and the key to determining its working performance. As one of the significant branches of the mechanism family, the parallel mechanism (PM) has made tremendous contributions to the development of the equipment-manufacturing industry since its birth due to its distinctive structural, kinematic, and mechanical characteristics (Kucuk, 2018; Ebrahimi et al., 2018; Ye et al., 2020). There are many kinds of PMs, which can be divided into 6-degree-of-freedom (DOF) PMs and lower-mobility PMs in terms of DOFs (Chong et al., 2020; Gan et al., 2016; Isaksson and Watson, 2013). In the early stage of PM applications, 6-DOF parallel devices are adopted in some production operations that require only low mobility, which leads to problems such as large equipment volume, high manufacturing cost, and complex control systems (Gan et al., 2016; Ye and Li, 2019; Ye et al., 2017). For these reasons, it has become a problem of great concern to mechanism researchers whether the DOFs of parallel devices can be matched to the motion dimensions of the task and/or whether they can be equal to the DOFs of the equipment when executing tasks that require fewer than 6 DOFs. Therefore, the concept of a lower-mobility PM is proposed, and lower-mobility PMs have been widely studied (Sun and Huo, 2018; Shen et al., 2020; Liu et al., 2019).</p>
      <p id="d2e143">Lower-mobility PMs refer to PMs with 2–5 DOFs (Zeng et al., 2011). The lower-mobility PMs have a simple structure, a large workspace-to-volume ratio, and a simple control system compared to the 6-DOF PMs. Therefore, they have good application prospects in high-speed sorting, footed mobile robots, rehabilitation medicine, machining, and wave power generation (Chang and Zhang, 2019; Tian et al., 2020; Yang et al., 2018). A number of lower-mobility PMs have been proposed so far. For example, Hunt proposed a variety of PMs with lower mobility based on the screw theory (Hunt, 1983). Cao et al. (2019) proposed a new 2-DOF PM and conducted its kinematic analysis (Cao et al., 2019). Tsai and Joshi developed a 3-DOF PM and carried out its forward and inverse kinematic analyses and structural optimization (Tsai and Joshi, 2000). Gao et al. (2015) studied a class of 4-DOF PMs based on the generalized-function (<inline-formula><mml:math id="M1" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>G</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">F</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) set-based synthesis (He et al., 2015). Lu et al. put forward a 5-DOF PM and derived the formulas for solving displacement, velocity, acceleration, and dynamic driving forces (Lu et al., 2018).</p>
      <p id="d2e157">Among the many lower-mobility PMs, the 4-DOF PMs with three translations and one rotation (3T1R) have a large workspace at their end effectors and have garnered considerable attention in material handling, express sorting, palletizing, and so on (Xu et al., 2017; Arian et al., 2020; Pakzad et al., 2019). However, most of the existing 4-DOF PMs with 3T1R employ a single open-chain limb configuration. For instance, typical examples include the 4-UPU PM, 4-PRRU (Quadrupteron) PM, PRRR-3PRRS (TetraFLEX) PM, and 3UPU-PRRR PM (Huang and Li, 2003; Richard et al., 2007; Simas et al., 2022; Amine et al., 2017). Due to the parallelogram structures in their limbs, these PMs have lower rigidity and a lower maximum operating speed compared with the Delta and H4 parallel robots (Pierrot and Company, 1999; Pierrot et al., 2001). The limb mass of such PMs with a single open chain is large at the same stiffness level, resulting in poor dynamic performance, thus limiting their applicability in high-speed, heavy-load, and high-precision operations. Currently, many scholars are committed to developing lower-mobility PMs with sub-closed-loop structures in their limbs to promote the application of PMs in the mechanical-manufacturing field.</p>
      <p id="d2e160">Most studies of PMs with 3T1R have focused on the PMs with three joints in a limb, with research covering their forward and inverse kinematics, workspace analysis, singularity analysis, and dynamic characteristics (Arian et al., 2020; Isaksson et al., 2017). Xie and Liu (2015) proposed a novel R(Pa*)R PM (X4), for which they conducted optimal design and workspace identification (where Pa* denotes a composite parallelogram mechanism) (Xie and Liu, 2015). Zhang et al. (2019) established the forward and inverse position models and analyzed the singular configurations of the 4-URU PM and obtained its workspace (Zhang et al., 2019). Zarkandi carried out forward and inverse dynamic analyses of a 4RSS <inline-formula><mml:math id="M2" display="inline"><mml:mo>+</mml:mo></mml:math></inline-formula> PS manipulator (Zarkandi et al., 2019). Wang established the dynamic model of the 4-SPS/CU PM (where <inline-formula><mml:math id="M3" display="inline"><mml:mi>C</mml:mi></mml:math></inline-formula> denotes a cylindrical joint) (Wang, 2018).</p>
      <p id="d2e178">In contrast, research on the dynamics of PMs with 3T1R and four-joint sub-closed-loop limbs remains scarce. Dynamic analysis is essential for actuator selection, precision control of the mechanism, mechanical vibration analysis, and dynamic optimization and plays a crucial role in practical applications (Pakzad et al., 2019). Due to the multiple links and sub-closed-loop chains in PMs, the dynamic analysis of such PMs with 3T1R and four-joint sub-closed-loop passive limbs poses greater challenges. The dynamic study of PM with 3T1R can refer to studies on parallel mechanisms with other motion characteristics. For example, Sun et al. (2024) studied dynamic modeling and performance analysis of the 2PRU-PUU reconfigurable parallel mechanism. Yuan et al. (2024) established the electro-hydraulic-driven 3-UPS/S parallel stabilization platform dynamic equation using the virtual-work principle. Taking the bio-inspired masticatory parallel mechanism as an example, Cheng et al. (2024) built an inverse dynamic model by virtue of a dynamic method and derived the Hessian matrices of the constraint equations. Russo et al. (2024) reviewed several dynamic analysis methods for parallel machine tools. Liang et al. (2024) established the dynamic model by means of the Lagrangian method, and the effectiveness of the model is verified via Adams software.</p>
      <p id="d2e181">In this paper, a novel 4-DOF PM with the 3-RPaPaR limbs is proposed (where Pa denotes a parallelogram joint). The properties of the degrees of freedom are verified based on the screw theory. The kinematic modeling is dealt with. The workspace is studied based on the inverse kinematic model. The singular configurations are described within the workspace. The distribution of the stiffness index is analyzed. The inverse dynamic model is developed based on the Lagrangian method. The correctness of kinematic and dynamic theoretical models is verified by simulation in Adams.</p>
</sec>
<sec id="Ch1.S2">
  <label>2</label><title>Mechanism description</title>
      <p id="d2e192">A novel 4-DOF PM with the 3-RPaPaR limb is proposed in this paper, as illustrated in Fig. 1. The PM consists of a base, a moving platform, and three limbs. The limb<sup>1st</sup> is composed of the actuated limb<sup>1st</sup>, the actuated limb<sup>4th</sup>, and the passive limb<sup>1st</sup>. The limb<sup>2nd</sup> consists of the actuated limb<sup>2nd</sup> and the passive limb<sup>2nd</sup>. The limb<sup>3rd</sup> is composed of the actuated limb<sup>3rd</sup> and the passive limb<sup>3rd</sup>.</p>
      <p id="d2e316">In the mechanism, all of the actuated limbs are based on the R<underline>P</underline>R limb configuration, and the prismatic joint (P) serves as the actuated joint. All passive limbs are based on the RPaPaR limb, and <inline-formula><mml:math id="M14" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–<inline-formula><mml:math id="M15" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> form the parallelogram joint <inline-formula><mml:math id="M16" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M17" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–<inline-formula><mml:math id="M18" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> form the parallelogram joint <inline-formula><mml:math id="M19" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>a</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <inline-formula><mml:math id="M20" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M21" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote the revolute joints connecting the passive limb to the base and the moving platform, respectively. The rotational axes of <inline-formula><mml:math id="M22" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M23" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are parallel to each other and perpendicular to the base, while the axes of the other revolute joints are parallel to the base, as illustrated in Fig. 2.</p>

      <fig id="F1"><label>Figure 1</label><caption><p id="d2e469">The CAD model of a novel 4-DOF PM.</p></caption>
        <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f01.jpg"/>

      </fig>

      <p id="d2e479">The actuated prismatic joint is placed between the passive limb links to improve actuation efficiency and the output force and torque of this PM. The passive limbs are composed entirely of revolute joints (R) as revolute joints feature easy manufacturing, high precision, and low cost. In comparison with the open-chain configuration, the closed-loop configuration enhances the structural stiffness of the mechanism. This configuration also ensures that the moving platform remains consistently parallel to the base. In comparison with traditional 4-DOF PMs, with the limb comprising two links and three joints, the RPaPaR passive limb is equivalent to a structure with three links and four joints. Therefore, the proposed PM offers a larger workspace. Meanwhile, the PM with three limbs exhibits superior acceleration performance compared to those with four limbs due to its simpler structural design and lower overall mass.</p>
      <p id="d2e482">A bottom view of the mechanism is presented in Fig. 3. Notably, the <inline-formula><mml:math id="M24" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> joints are uniformly distributed on a circular path on the base, and the <inline-formula><mml:math id="M25" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> joints are similarly distributed on a circular path on the moving platform. In a general configuration, the angle <inline-formula><mml:math id="M26" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> between the limb plane and the line connecting the base to the <inline-formula><mml:math id="M27" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> joint is not equal to 0° (<inline-formula><mml:math id="M28" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>≠</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>°). If <inline-formula><mml:math id="M29" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is equal to 0°, the mechanism will experience a malfunction.</p>

      <fig id="F2"><label>Figure 2</label><caption><p id="d2e576">The <inline-formula><mml:math id="M30" display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>th limb: <bold>(a)</bold> kinematic scheme and <bold>(b)</bold> CAD model.</p></caption>
        <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f02.png"/>

      </fig>

      <fig id="F3"><label>Figure 3</label><caption><p id="d2e600">The bottom view of the novel 4-DOF PM.</p></caption>
        <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f03.png"/>

      </fig>

</sec>
<sec id="Ch1.S3">
  <label>3</label><title>Kinematic analysis</title>
      <p id="d2e617">As illustrated in Fig. 4, the base frame {<inline-formula><mml:math id="M31" display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula>}: <inline-formula><mml:math id="M32" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is attached to the center point <inline-formula><mml:math id="M33" display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula> of the base. The moving frame {<inline-formula><mml:math id="M34" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula>}: <inline-formula><mml:math id="M35" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is attached to the center point <inline-formula><mml:math id="M36" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> of the moving platform. Moreover, the link frame {<inline-formula><mml:math id="M37" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>}: <inline-formula><mml:math id="M38" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M39" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) is attached to the center point <inline-formula><mml:math id="M40" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the link <inline-formula><mml:math id="M41" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The <inline-formula><mml:math id="M42" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>-axis direction is from point <inline-formula><mml:math id="M43" display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula> to point <inline-formula><mml:math id="M44" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on the base, the <inline-formula><mml:math id="M45" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> axis is from point <inline-formula><mml:math id="M46" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math id="M47" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">110</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> on the moving platform, the <inline-formula><mml:math id="M48" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> axis is from point <inline-formula><mml:math id="M49" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> to <inline-formula><mml:math id="M50" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, all of the <inline-formula><mml:math id="M51" display="inline"><mml:mi>z</mml:mi></mml:math></inline-formula> axes are vertically downward, and all of the <inline-formula><mml:math id="M52" display="inline"><mml:mi>y</mml:mi></mml:math></inline-formula> axes are determined through the right-hand rule. The point <inline-formula><mml:math id="M53" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> coincides with the center point <inline-formula><mml:math id="M54" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of link <inline-formula><mml:math id="M55" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and point <inline-formula><mml:math id="M56" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> coincides with the center of link <inline-formula><mml:math id="M57" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">8</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The length and angle parameters of the PM are shown in Fig. 4. We define <inline-formula><mml:math id="M58" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as the angle between <inline-formula><mml:math id="M59" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M60" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>

      <fig id="F4"><label>Figure 4</label><caption><p id="d2e1034">The kinematic scheme of the novel 4-DOF PM.</p></caption>
        <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f04.png"/>

      </fig>

<sec id="Ch1.S3.SS1">
  <label>3.1</label><title>Verification of DOF</title>
      <p id="d2e1050">Analysis of the motion characteristics of the end effector is a core step in the research of PMs. In this paper, the degrees of freedom of the mechanism are calculated and verified using screw theory. The first limb is selected as the research object for analysis, and the screw representation of the first limb is shown in Fig. 5.</p>

      <fig id="F5"><label>Figure 5</label><caption><p id="d2e1055">Schematic diagram of screw of the limb.</p></caption>
          <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f05.jpg"/>

        </fig>

      <p id="d2e1064">In this paper, the screws of each kinematic pair for all limbs are first given, and then the reciprocal screws of the mechanism, i.e., the constraint screws, are solved. By performing secondary reciprocal screw solving, the DOF characteristics of the end effector of the mechanism are derived.</p>
      <p id="d2e1068">The screws of kinematic pairs <inline-formula><mml:math id="M61" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M62" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–<inline-formula><mml:math id="M63" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M64" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M65" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M66" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> correspond to <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub><italic>i</italic>0</sub>, <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub><italic>i</italic>1</sub>–<inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub><italic>i</italic>3</sub>, <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub><italic>i</italic>10</sub>, and <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub>41</sub> and <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub>42</sub>, respectively. Both <inline-formula><mml:math id="M73" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–<inline-formula><mml:math id="M74" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M75" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–<inline-formula><mml:math id="M76" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are equivalent to parallelogram hinges, whose corresponding screws are <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub><italic>i</italic>4</sub>– <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub><italic>i</italic>7</sub> and <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub><italic>i</italic>6</sub>– <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub><italic>i</italic>9</sub>. In the coordinate system {<inline-formula><mml:math id="M81" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>}: <inline-formula><mml:math id="M82" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–<inline-formula><mml:math id="M83" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the motion screws of the first limb, including the driving chain and the executing chain, are expressed as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E1" content-type="numbered"><label>1</label><mml:math id="M84" display="block"><mml:mrow><mml:mstyle background="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g02.png"/><mml:mspace linebreak="nobreak" width="0.25em"/></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M85" display="inline"><mml:mi>d</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M86" display="inline"><mml:mi>e</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M87" display="inline"><mml:mi>f</mml:mi></mml:math></inline-formula> are all real numbers.</p>
      <p id="d2e1446">From Eq. (1), the reciprocal screw of the first limb is derived as

            <disp-formula id="Ch1.E2" content-type="numbered"><label>2</label><mml:math id="M88" display="block"><mml:mrow><mml:mstyle background="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g03.png"/><mml:mspace linebreak="nobreak" width="0.25em"/></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          Similarly, the second and third limbs do not contain <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub>40</sub>, <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub>41</sub>, and <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sub>42</sub>. The reciprocal screws of the second and third limbs in the coordinate systems {<inline-formula><mml:math id="M92" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>}: <inline-formula><mml:math id="M93" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and {<inline-formula><mml:math id="M94" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>}: <inline-formula><mml:math id="M95" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be derived in the same way.

            <disp-formula id="Ch1.E3" content-type="numbered"><label>3</label><mml:math id="M96" display="block"><mml:mrow><mml:mstyle background="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g04.png"/><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
      <p id="d2e1608">Each limb applies a constraint couple on the moving platform. These three constraint couples are perpendicular to the revolute pairs <inline-formula><mml:math id="M97" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">110</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M98" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">210</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M99" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">310</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> respectively, and all lie parallel to the plane of the moving platform. On this basis, in the coordinate system {<inline-formula><mml:math id="M100" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula>}  <inline-formula><mml:math id="M101" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>D</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>D</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the constraint screw system of the moving platform (containing three screws) can be expressed as

            <disp-formula id="Ch1.E4" content-type="numbered"><label>4</label><mml:math id="M102" display="block"><mml:mrow><mml:mstyle background="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g05.png"/><mml:mspace linebreak="nobreak" width="0.25em"/></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M103" display="inline"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M104" display="inline"><mml:mi>k</mml:mi></mml:math></inline-formula> are real numbers.</p>
      <p id="d2e1700">Since these three screws are linearly dependent, they only correspond to two independent constraints, with one being a redundant constraint. Their second reciprocal screws <inline-graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g01.png"/><sup>rr</sup> are exactly the motion screws of the moving platform, which are used to determine the DOF characteristics of the mechanism.

            <disp-formula id="Ch1.E5" content-type="numbered"><label>5</label><mml:math id="M106" display="block"><mml:mrow><mml:mstyle background="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-g06.png"/><mml:mspace linebreak="nobreak" width="0.25em"/></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
      <p id="d2e1724">According to the motion screws of the moving platform, it can be determined that the moving platform has four DOFs, specifically three translational DOFs and one rotational DOF about the <inline-formula><mml:math id="M107" display="inline"><mml:mi>Z</mml:mi></mml:math></inline-formula> axis. During the motion process of the mechanism, the above constraint screws remain unchanged. The over-constraints of the mechanism include common constraints and redundant constraints: the number of common constraints is 0, the number of redundant constraints is always 1, and the mechanism has full-cycle DOFs.</p>
</sec>
<sec id="Ch1.S3.SS2">
  <label>3.2</label><title>Position analysis</title>
      <p id="d2e1743">Let <inline-formula><mml:math id="M108" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:msup><mml:mo>]</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the position and orientation vector of point <inline-formula><mml:math id="M109" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> in {<italic>B</italic>}, where <inline-formula><mml:math id="M110" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M111" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M112" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mspace linebreak="nobreak" width="0.25em"/><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup>, and <inline-formula><mml:math id="M114" display="inline"><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the angle of rotation of {<italic>D</italic>} about the <inline-formula><mml:math id="M115" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> axis. <inline-formula><mml:math id="M116" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the angle between the <inline-formula><mml:math id="M117" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> axis and <inline-formula><mml:math id="M118" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> axis. Let <inline-formula><mml:math id="M119" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M120" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) and <inline-formula><mml:math id="M121" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the length of vectors <inline-formula><mml:math id="M122" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M123" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The position analysis is the process of solving <inline-formula><mml:math id="M124" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mo>]</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with known <inline-formula><mml:math id="M125" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>
      <p id="d2e1997">Let <inline-formula><mml:math id="M126" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M127" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M128" display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M129" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> 1–3) be the homogeneous transformation matrixes from {<italic>D</italic>} to {<italic>B</italic>} and from {<italic>C</italic><sub><italic>i</italic></sub>} to {<italic>B</italic>}, respectively; they can be expressed as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E6" content-type="numbered"><label>6</label><mml:math id="M131" display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M132" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M133" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M134" display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M135" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> 1–3) denote the rotation matrixes from {<italic>D</italic>} to {<italic>B</italic>} and from {<italic>C</italic><sub><italic>i</italic></sub>} to {<italic>B</italic>}, respectively; they can be expressed as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E7" content-type="numbered"><label>7</label><mml:math id="M137" display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M138" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be written as

            <disp-formula id="Ch1.E8" content-type="numbered"><label>8</label><mml:math id="M139" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>∗</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M140" display="inline"><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M141" display="inline"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></inline-formula> denote sin and cos, respectively.</p>
      <p id="d2e2439"><sup><italic>B</italic></sup><italic>C</italic><sub><italic>i</italic></sub> (<inline-formula><mml:math id="M144" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) denotes the position vector of point <inline-formula><mml:math id="M145" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in {<italic>B</italic>} as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E9" content-type="numbered"><label>9</label><mml:math id="M146" display="block"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          <sup><italic>B</italic></sup><bold><italic>R</italic></bold><sub><italic>i</italic>10</sub> and <sup><italic>D</italic></sup><bold><italic>R</italic></bold><sub><italic>i</italic>10</sub> (<inline-formula><mml:math id="M151" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) express the position vectors of point <inline-formula><mml:math id="M152" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in {<italic>B</italic>} and {<italic>D</italic>}, respectively; the mathematical relationship between them is

            <disp-formula id="Ch1.E10" content-type="numbered"><label>10</label><mml:math id="M153" display="block"><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          where <sup><italic>D</italic></sup><bold><italic>R</italic></bold><sub><italic>i</italic>10</sub> (<inline-formula><mml:math id="M156" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) is expressed as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E11" content-type="numbered"><label>11</label><mml:math id="M157" display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mi>r</mml:mi></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          <sup><italic>C</italic><italic>i</italic></sup><bold><italic>R</italic></bold><sub><italic>i</italic>10</sub> (<inline-formula><mml:math id="M160" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) expresses the position vectors of point <inline-formula><mml:math id="M161" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in {<italic>C</italic><sub><italic>i</italic></sub>}. The mathematical relationship between <sup><italic>B</italic></sup><bold><italic>R</italic></bold><sub><italic>i</italic>10</sub> and <sup><italic>C</italic><italic>i</italic></sup><bold><italic>R</italic></bold><sub><italic>i</italic>10</sub> is

            <disp-formula id="Ch1.E12" content-type="numbered"><label>12</label><mml:math id="M167" display="block"><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">T</mml:mi><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          where <sup><italic>C</italic><sub><italic>i</italic></sub></sup><bold><italic>R</italic></bold><sub><italic>i</italic>10</sub>, <inline-formula><mml:math id="M170" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M171" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M172" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) are expressed as follows:

                <disp-formula specific-use="gather" content-type="numbered"><mml:math id="M173" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mlabeledtr id="Ch1.E13"><mml:mtd><mml:mtext>13</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" class="stylechange"/><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr><mml:mlabeledtr id="Ch1.E14"><mml:mtd><mml:mtext>14</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle class="stylechange" displaystyle="true"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
      <p id="d2e3731">Based on Eqs. (10) and (12), <inline-formula><mml:math id="M174" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M175" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3; <inline-formula><mml:math id="M176" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 3) can be obtained as follows (Ayiz and Kucuk, 2009; Kucuk and Gungor, 2016):

            <disp-formula id="Ch1.E15" content-type="numbered"><label>15</label><mml:math id="M177" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">arcsin</mml:mi><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mi>arctan⁡</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M178" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M179" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) are expressed as

            <disp-formula id="Ch1.E16" content-type="numbered"><label>16</label><mml:math id="M180" display="block"><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

            <disp-formula id="Ch1.E17" content-type="numbered"><label>17</label><mml:math id="M181" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M182" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M183" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M184" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M185" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M186" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">30</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
      <p id="d2e4266">In triangle <inline-formula><mml:math id="M187" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M188" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) and triangle <inline-formula><mml:math id="M189" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">17</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M190" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">L</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M191" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M192" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<inline-formula><mml:math id="M193" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup> can be solved based on the cosine theorem as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E18" content-type="numbered"><label>18</label><mml:math id="M195" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M196" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">11</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">21</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">31</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–<inline-formula><mml:math id="M197" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M198" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">30</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M199" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="Ch1.S3.SS3">
  <label>3.3</label><title>Velocity analysis</title>
      <p id="d2e4563">Let <inline-formula><mml:math id="M200" display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M201" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup> be the linear and angular velocity vector of point <inline-formula><mml:math id="M203" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> in {<italic>B</italic>}, with <inline-formula><mml:math id="M204" display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M205" display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>
<inline-formula><mml:math id="M206" display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup>. Let <inline-formula><mml:math id="M208" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M209" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) and <inline-formula><mml:math id="M210" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the velocity of prismatic joint <inline-formula><mml:math id="M211" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M212" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, respectively. The velocity analysis is the process of solving <inline-formula><mml:math id="M213" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">V</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M214" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M215" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>V</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup> with known <inline-formula><mml:math id="M217" display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>.</p>
      <p id="d2e4783">By differentiating Eq. (18) with respect to time, the relationship between the velocity of the prismatic joint and <inline-formula><mml:math id="M218" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is derived as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E19" content-type="numbered"><label>19</label><mml:math id="M219" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">V</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">16</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="0.25em"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">26</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">22</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">36</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">32</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="0.25em"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">46</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          Differentiating Eq. (15) with respect to time, <inline-formula><mml:math id="M220" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M221" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are derived as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E20" content-type="numbered"><label>20</label><mml:math id="M222" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          Substituting Eq. (20) into Eq. (17) gives

            <disp-formula id="Ch1.E21" content-type="numbered"><label>21</label><mml:math id="M223" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M224" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is

            <disp-formula id="Ch1.E22" content-type="numbered"><label>22</label><mml:math id="M225" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">16</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">26</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">36</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">46</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">121</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">122</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">123</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">124</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">221</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">222</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">223</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">224</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">321</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">322</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">323</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">324</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">131</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">132</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">133</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">134</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          <inline-formula><mml:math id="M226" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M227" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M228" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>] (<inline-formula><mml:math id="M229" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3; <inline-formula><mml:math id="M230" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 3) is a 1 <inline-formula><mml:math id="M231" display="inline"><mml:mo>×</mml:mo></mml:math></inline-formula> 4 matrix that reveals the relation between the linear and angular velocity vector of point <inline-formula><mml:math id="M232" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> in {<italic>B</italic>} and <inline-formula><mml:math id="M233" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M234" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M235" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3), expressed as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E23" content-type="numbered"><label>23</label><mml:math id="M236" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mi>X</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>r</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mi>Y</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          where <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic>1</sub>, <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic>2</sub>, and <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic>3</sub> (<inline-formula><mml:math id="M240" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3; <inline-formula><mml:math id="M241" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 3) are written as

            <disp-formula id="Ch1.E24" content-type="numbered"><label>24</label><mml:math id="M242" display="block"><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>[</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo>]</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          where <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic>4</sub>, <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic>5</sub>, <inline-formula><mml:math id="M245" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M246" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M247" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3; <inline-formula><mml:math id="M248" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 3) are written as

            <disp-formula id="Ch1.E25" content-type="numbered"><label>25</label><mml:math id="M249" display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
      <p id="d2e6280">By substituting Eq. (18) in Eq. (16), a 4 <inline-formula><mml:math id="M250" display="inline"><mml:mo>×</mml:mo></mml:math></inline-formula> 4 matrix <inline-formula><mml:math id="M251" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi></mml:math></inline-formula> is obtained, which reveals the relation between the linear and angular velocity vector of point <inline-formula><mml:math id="M252" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> in {<italic>B</italic>} and the velocity of prismatic joint <inline-formula><mml:math id="M253" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M254" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) and <inline-formula><mml:math id="M255" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E26" content-type="numbered"><label>26</label><mml:math id="M256" display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">V</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M257" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi></mml:math></inline-formula> is called the general Jacobian of the PM, expressed as

                <disp-formula specific-use="gather" content-type="numbered"><mml:math id="M258" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mlabeledtr id="Ch1.E27"><mml:mtd><mml:mtext>27</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle class="stylechange" displaystyle="true"/><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mi>V</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:msubsup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:msubsup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:msubsup><mml:mi>d</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr><mml:mlabeledtr id="Ch1.E28"><mml:mtd><mml:mtext>28</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" class="stylechange"/><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="Ch1.S3.SS4">
  <label>3.4</label><title>Acceleration analysis</title>
      <p id="d2e6499">Let <inline-formula><mml:math id="M259" display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M260" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup> be the linear and angular acceleration vector of point <inline-formula><mml:math id="M262" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> in {<italic>B</italic>}, with <inline-formula><mml:math id="M263" display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">D</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M264" display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>
<inline-formula><mml:math id="M265" display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup>. Let <inline-formula><mml:math id="M267" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M268" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) and <inline-formula><mml:math id="M269" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> be the acceleration of prismatic joint <inline-formula><mml:math id="M270" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M271" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, respectively. The acceleration analysis is the process of solving <inline-formula><mml:math id="M272" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M273" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M274" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>[</mml:mo><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>A</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mo>]</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with known <inline-formula><mml:math id="M275" display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>.</p>
      <p id="d2e6717">Differentiating Eq. (26) with respect to time, <bold><italic>A</italic></bold> is derived as follows:

                <disp-formula specific-use="align" content-type="numbered"><mml:math id="M276" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mlabeledtr id="Ch1.E29"><mml:mtd><mml:mtext>29</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle class="stylechange" displaystyle="true"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" class="stylechange"/><mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold">V</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr><mml:mlabeledtr id="Ch1.E30"><mml:mtd><mml:mtext>30</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle class="stylechange" displaystyle="true"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" class="stylechange"/><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr><mml:mlabeledtr id="Ch1.E31"><mml:mtd><mml:mtext>31</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mstyle displaystyle="true" class="stylechange"/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" class="stylechange"/><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M277" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M278" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">23</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">24</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>] (<inline-formula><mml:math id="M279" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4) is written in Appendix A, and <inline-formula><mml:math id="M280" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is obtained by differentiating Eq. (19) with respect to time as

            <disp-formula id="Ch1.E32" content-type="numbered"><label>32</label><mml:math id="M281" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">d</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
</sec>
<sec id="Ch1.S4">
  <label>4</label><title>Performance analysis</title>
<sec id="Ch1.S4.SS1">
  <label>4.1</label><title>Workspace and singularity</title>
      <p id="d2e7112">The size of the workspace is an important index reflecting the operational capability of a mechanism. The workspace is solved based on the inverse kinematic model. All parameters of the mechanism are shown in Table 1. The constraints are defined, such as branching limits on the driving variables and the phenomenon of interference between limbs.</p>

<table-wrap id="T1"><label>Table 1</label><caption><p id="d2e7118">The values of the length parameters.</p></caption><oasis:table frame="topbot"><oasis:tgroup cols="9">
     <oasis:colspec colnum="1" colname="col1" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="2" colname="col2" align="right"/>
     <oasis:colspec colnum="3" colname="col3" align="right"/>
     <oasis:colspec colnum="4" colname="col4" align="right"/>
     <oasis:colspec colnum="5" colname="col5" align="right"/>
     <oasis:colspec colnum="6" colname="col6" align="right"/>
     <oasis:colspec colnum="7" colname="col7" align="right"/>
     <oasis:colspec colnum="8" colname="col8" align="right"/>
     <oasis:colspec colnum="9" colname="col9" align="right"/>
     <oasis:thead>
       <oasis:row rowsep="1">
         <oasis:entry colname="col1">Length parameter</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M282" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M283" display="inline"><mml:mi>r</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><inline-formula><mml:math id="M284" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M285" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><inline-formula><mml:math id="M286" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><inline-formula><mml:math id="M287" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><inline-formula><mml:math id="M288" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col9"><inline-formula><mml:math id="M289" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">30</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
       </oasis:row>
     </oasis:thead>
     <oasis:tbody>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1">Value(mm)</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2">115</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3">37.5</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4">100</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5">70</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6">100</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7">25</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8">50</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col9">35</oasis:entry>
       </oasis:row>
     </oasis:tbody>
   </oasis:tgroup></oasis:table></table-wrap>

      <p id="d2e7282">The workspace is symmetrical about the plane <inline-formula><mml:math id="M290" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and presents an approximately square-hexagonal contour in the top view, as illustrated in Fig. 6a. The heights of the nearest (<inline-formula><mml:math id="M291" display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula>) and farthest (<inline-formula><mml:math id="M292" display="inline"><mml:mi>B</mml:mi></mml:math></inline-formula>) points from the base in the vertical direction are 90 and 166 mm, respectively, and the volume of the workspace is 6.1671 <inline-formula><mml:math id="M293" display="inline"><mml:mo>×</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>5</sup> mm<sup>3</sup>. The installation space is defined as a space enclosing the mechanism and the workspace, as illustrated in Fig. 6b. The volume calculated based on the limiting configuration and link parameters is 83.9277 <inline-formula><mml:math id="M296" display="inline"><mml:mo>×</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>5</sup> mm<sup>3</sup>. Thus, the ratio of the workspace to installation space is <inline-formula><mml:math id="M299" display="inline"><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">6.1671</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">83.9277</mml:mn><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">0.0735</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>

      <fig id="F6"><label>Figure 6</label><caption><p id="d2e7385">The workspace and the installation space of the novel 4-DOF PM: <bold>(a)</bold> the workspace, <bold>(b)</bold> the installation space.</p></caption>
          <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f06.png"/>

        </fig>

      <p id="d2e7400">When discussing the workspace, the singular configurations should be pointed out to avoid the phenomenon of the mechanism failing to work properly. The singular configurations are displayed in the workspace, as shown in Fig. 7. In the singular configurations, the moving platform is located on the axis <inline-formula><mml:math id="M300" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and there is no rotation around the axis <inline-formula><mml:math id="M301" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, as represented by Eq. (33):

            <disp-formula id="Ch1.E33" content-type="numbered"><label>33</label><mml:math id="M302" display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:mi>z</mml:mi><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M303" display="inline"><mml:mi>z</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the vertical distance of the moving platform from the base.</p>

      <fig id="F7"><label>Figure 7</label><caption><p id="d2e7462">The case when singularity occurs.</p></caption>
          <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f07.png"/>

        </fig>

</sec>
<sec id="Ch1.S4.SS2">
  <label>4.2</label><title>Stiffness analysis</title>
      <p id="d2e7479">The static stiffness index of the mechanism determines the kinematic accuracy and static stability of the mechanism (Tang et al., 2022). The stiffness matrix <inline-formula><mml:math id="M304" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi></mml:math></inline-formula> can be calculated according to Eq. (34). The mean value of diagonal elements of the stiffness matrix is used as the stiffness performance index in this paper. The stiffness index <inline-formula><mml:math id="M305" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be expressed through Eq.(35).</p>
      <p id="d2e7503"><disp-formula specific-use="gather" content-type="numbered"><mml:math id="M306" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mlabeledtr id="Ch1.E34"><mml:mtd><mml:mtext>34</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle class="stylechange" displaystyle="true"/><mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">kJ</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr><mml:mlabeledtr id="Ch1.E35"><mml:mtd><mml:mtext>35</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle class="stylechange" displaystyle="true"/><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>E</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">tr</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">K</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

            In the above, <inline-formula><mml:math id="M307" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the Jacobian matrix, and <inline-formula><mml:math id="M308" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">k</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the stiffness matrix of the joint space.</p>
      <p id="d2e7574">The <inline-formula><mml:math id="M309" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distribution for all workspaces is shown in Fig. 8a. <inline-formula><mml:math id="M310" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> tends to zero when the rotation angle around the axis <inline-formula><mml:math id="M311" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> of the moving platform is 0° (<inline-formula><mml:math id="M312" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>°) and the position (<inline-formula><mml:math id="M313" display="inline"><mml:mi>x</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M314" display="inline"><mml:mi>y</mml:mi></mml:math></inline-formula>) is close to (0, 0), as illustrated in Fig. 8b. This is the result of the singularity in this configuration. Additionally, <inline-formula><mml:math id="M315" display="inline"><mml:mi>z</mml:mi></mml:math></inline-formula> is negatively correlated with stiffness.</p>

      <fig id="F8"><label>Figure 8</label><caption><p id="d2e7653">The stiffness distributions under <bold>(a)</bold> the whole workspace and <bold>(b)</bold> <inline-formula><mml:math id="M316" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>0°. </p></caption>
          <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f08.png"/>

        </fig>

      <p id="d2e7678">The <inline-formula><mml:math id="M317" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>S</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi><mml:mi>l</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> distributions at <inline-formula><mml:math id="M318" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">110</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 126, and 142 mm are shown in Fig. 9. At the same height, <inline-formula><mml:math id="M319" display="inline"><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math></inline-formula> is defined as 15, 30, and 45°, respectively. The results show a positive correlation between <inline-formula><mml:math id="M320" display="inline"><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math></inline-formula> and stiffness. However, <inline-formula><mml:math id="M321" display="inline"><mml:mi>z</mml:mi></mml:math></inline-formula> has less effect on the stiffness compared to <inline-formula><mml:math id="M322" display="inline"><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math></inline-formula>.</p>

      <fig id="F9"><label>Figure 9</label><caption><p id="d2e7738">The stiffness distributions under the three different heights of <bold>(a)</bold> 110 mm, <bold>(b)</bold> 126 mm, and <bold>(c)</bold> 142 mm.</p></caption>
          <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f09.png"/>

        </fig>

</sec>
</sec>
<sec id="Ch1.S5">
  <label>5</label><title>Dynamics</title>
      <p id="d2e7766">The Lagrange equation of the second kind is used to complete the dynamic analysis. The Lagrange equation is written in the following form:

          <disp-formula id="Ch1.E36" content-type="numbered"><label>36</label><mml:math id="M323" display="block"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">d</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>t</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mfenced><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        where <inline-formula><mml:math id="M324" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a function called the Lagrangian, <inline-formula><mml:math id="M325" display="inline"><mml:mi>K</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the kinetic energy of the system, <inline-formula><mml:math id="M326" display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> is the potential energy (due to gravity effects), and <inline-formula><mml:math id="M327" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M328" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup> and <inline-formula><mml:math id="M330" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi></mml:math></inline-formula> denote the vector of generalized forces applied to the system (Briot and Khalil, 2015).</p>
      <p id="d2e7894">The Lagrange equation can also be written in a general form of

          <disp-formula id="Ch1.E37" content-type="numbered"><label>37</label><mml:math id="M331" display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        where <inline-formula><mml:math id="M332" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the system mass matrix and is symmetric, <inline-formula><mml:math id="M333" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the Coriolis and centrifugal matrix, and <inline-formula><mml:math id="M334" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the gravity vector.</p>
      <p id="d2e8004">The parameters of the links are shown in Table 2. Since the link <inline-formula><mml:math id="M335" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and link <inline-formula><mml:math id="M336" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">8</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are lighter in mass, we ignore their effect on the system. MP denotes the moving platform. The link <inline-formula><mml:math id="M337" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and the link <inline-formula><mml:math id="M338" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M339" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4) are the cylinder and piston of the actuator, respectively. CM denotes the center of mass of links, <bold><italic>I</italic></bold> denotes the moments of inertia of links around the center of mass, and <inline-formula><mml:math id="M340" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi><mml:mo mathvariant="bold">/</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the linear/angular velocity of the center of mass for links in {<italic>B</italic>}, respectively.</p>

<table-wrap id="T2"><label>Table 2</label><caption><p id="d2e8125">The parameters of links.</p></caption><oasis:table frame="topbot"><oasis:tgroup cols="8">
     <oasis:colspec colnum="1" colname="col1" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="2" colname="col2" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="3" colname="col3" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="4" colname="col4" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="5" colname="col5" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="6" colname="col6" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="7" colname="col7" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="8" colname="col8" align="left"/>
     <oasis:thead>
       <oasis:row rowsep="1">
         <oasis:entry colname="col1"/>
         <oasis:entry colname="col2">Mass</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3">CM</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><inline-formula><mml:math id="M341" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M342" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><inline-formula><mml:math id="M343" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><inline-formula><mml:math id="M344" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><inline-formula><mml:math id="M345" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
       </oasis:row>
     </oasis:thead>
     <oasis:tbody>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1">MP</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M346" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M347" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><sub>0</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M349" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><bold><italic>M</italic></bold><sub>0</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><italic>C</italic><sub>0</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><bold><italic>G</italic></bold><sub>0</sub></oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M353" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2">–</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M354" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><sub>1</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M356" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><bold><italic>M</italic></bold><sub><italic>i</italic>1</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><italic>C</italic><sub><italic>i</italic>1</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><bold><italic>G</italic></bold><sub><italic>i</italic>1</sub></oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M360" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M361" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M362" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><sub>2</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M364" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">21</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><bold><italic>M</italic></bold><sub><italic>i</italic>21</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><italic>C</italic><sub><italic>i</italic>21</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><bold><italic>G</italic></bold><sub><italic>i</italic>21</sub></oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M368" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M369" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M370" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><sub>2</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M372" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">22</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><bold><italic>M</italic></bold><sub><italic>i</italic>22</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><italic>C</italic><sub><italic>i</italic>22</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><bold><italic>G</italic></bold><sub><italic>i</italic>22</sub></oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M376" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M377" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M378" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">31</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><sub>3</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M380" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">31</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">31</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><bold><italic>M</italic></bold><sub><italic>i</italic>31</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><italic>C</italic><sub><italic>i</italic>31</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><bold><italic>G</italic></bold><sub><italic>i</italic>31</sub></oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M384" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">8</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M385" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M386" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">32</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><sub>3</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M388" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">32</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">32</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><bold><italic>M</italic></bold><sub><italic>i</italic>32</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><italic>C</italic><sub><italic>i</italic>32</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><bold><italic>G</italic></bold><sub><italic>i</italic>32</sub></oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M392" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M393" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M394" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><sub>41</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M396" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><bold><italic>M</italic></bold><sub><italic>i</italic>41</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><italic>C</italic><sub><italic>i</italic>41</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><bold><italic>G</italic></bold><sub><italic>i</italic>41</sub></oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M400" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M401" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M402" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><sub>42</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M404" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><bold><italic>M</italic></bold><sub><italic>i</italic>42</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><italic>C</italic><sub><italic>i</italic>42</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><bold><italic>G</italic></bold><sub><italic>i</italic>42</sub></oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M408" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M409" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M410" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">441</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><sub>41</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M412" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">441</mml:mn></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">441</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><bold><italic>M</italic></bold><sub>441</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><italic>C</italic><sub>441</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><bold><italic>G</italic></bold><sub>441</sub></oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M416" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>P</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M417" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M418" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">442</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><sub>42</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M420" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ν</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">442</mml:mn></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">442</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col6"><bold><italic>M</italic></bold><sub>442</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col7"><italic>C</italic><sub>442</sub></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col8"><bold><italic>G</italic></bold><sub>442</sub></oasis:entry>
       </oasis:row>
     </oasis:tbody>
   </oasis:tgroup></oasis:table></table-wrap>

<sec id="Ch1.S5.SS1">
  <label>5.1</label><title>Kinetic energy</title>
      <p id="d2e9503">The kinetic energy expression is written as follows (Taghirad, 2013):

            <disp-formula id="Ch1.E38" content-type="numbered"><label>38</label><mml:math id="M424" display="block"><mml:mrow><mml:mi>K</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="0.25em"/><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          The kinetic energy of the PM is the sum of the kinetic energy of each link. The distance between the center of mass and the endpoint of each link is shown in Fig. 10.</p>

      <fig id="F10"><label>Figure 10</label><caption><p id="d2e9589">Parameters of the center of mass of each link.</p></caption>
          <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f10.png"/>

        </fig>

      <p id="d2e9598">The coordinates of <italic>D</italic>  and  <sup><italic>B</italic></sup><italic>C</italic><sub><italic>i</italic></sub> (<inline-formula><mml:math id="M427" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) of the center of mass <inline-formula><mml:math id="M428" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M429" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in {<italic>B</italic>} are known, and then the coordinate of <sup><italic>B</italic></sup><italic>C</italic><sub><italic>i</italic><italic>j</italic><italic>s</italic></sub> (<inline-formula><mml:math id="M432" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M433" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M434" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 2) of the center of mass <inline-formula><mml:math id="M435" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> in {<italic>B</italic>} is solved as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E39" content-type="numbered"><label>39</label><mml:math id="M436" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">T</mml:mi><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where [<inline-formula><mml:math id="M437" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">40</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>] <inline-formula><mml:math id="M438" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M439" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">11</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>], and <sup><italic>C</italic><italic>i</italic></sup><italic>C</italic><inline-formula><mml:math id="M441" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M442" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0 <inline-formula><mml:math id="M443" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup> is written as

            <disp-formula id="Ch1.E40" content-type="numbered"><label>40</label><mml:math id="M445" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">31</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

            <disp-formula id="Ch1.E41" content-type="numbered"><label>41</label><mml:math id="M446" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

            <disp-formula id="Ch1.E42" content-type="numbered"><label>42</label><mml:math id="M447" display="block"><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd/></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">30</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">11</mml:mn></mml:msub><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M448" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">22</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M449" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">32</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">23</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">24</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M450" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">14</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M451" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">23</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">21</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M452" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">33</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">24</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M453" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">14</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>; <inline-formula><mml:math id="M454" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M455" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4) is given using the cosine theorem for triangle <inline-formula><mml:math id="M456" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M457" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) and triangle <inline-formula><mml:math id="M458" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>R</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">17</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> again.

            <disp-formula id="Ch1.E43" content-type="numbered"><label>43</label><mml:math id="M459" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">arccos</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          In the above, <inline-formula><mml:math id="M460" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:msub><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> – <inline-formula><mml:math id="M461" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M462" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> – <inline-formula><mml:math id="M463" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M464" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3), <inline-formula><mml:math id="M465" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">45</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> – <inline-formula><mml:math id="M466" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">30</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M467" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">46</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
      <p id="d2e10991"><inline-formula><mml:math id="M468" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M469" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) is used to solve the linear and angular velocities of the center of mass of links, and then it is given from the equivalence of Eqs. (7) and (8) as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E44" content-type="numbered"><label>44</label><mml:math id="M470" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>arctan⁡</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where [<inline-formula><mml:math id="M471" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>] (<inline-formula><mml:math id="M472" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) is written as

            <disp-formula id="Ch1.E45" content-type="numbered"><label>45</label><mml:math id="M473" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mspace linebreak="nobreak" width="0.33em"/><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M474" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">17</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M475" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">27</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">37</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
      <p id="d2e11237">The center-of-mass linear and angular velocities of links in {<italic>B</italic>} are obtained by differentiating <inline-formula><mml:math id="M476" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<italic>D</italic> <inline-formula><mml:math id="M477" display="inline"><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup>, <sup><italic>B</italic></sup><italic>C</italic><sub><italic>i</italic></sub> (<inline-formula><mml:math id="M481" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3), and <sup><italic>B</italic></sup><italic>C</italic><sub><italic>i</italic><italic>j</italic><italic>s</italic></sub> (<inline-formula><mml:math id="M484" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M485" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M486" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 2) with respect to time as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E46" content-type="numbered"><label>46</label><mml:math id="M487" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">v</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">01</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">02</mml:mn></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <italic>B</italic><sub>01</sub>, <italic>B</italic><sub>02</sub>, <inline-formula><mml:math id="M490" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M491" display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M492" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> 1–3), <inline-formula><mml:math id="M493" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M494" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M495" display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M496" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> 1–4; <inline-formula><mml:math id="M497" display="inline"><mml:mi>j</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M498" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> 2–4; <inline-formula><mml:math id="M499" display="inline"><mml:mi>s</mml:mi></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M500" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> 1, 2) are all 3 <inline-formula><mml:math id="M501" display="inline"><mml:mo>×</mml:mo></mml:math></inline-formula> 4 matrixes and are written as

            <disp-formula id="Ch1.E47" content-type="numbered"><label>47</label><mml:math id="M502" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced open="{" close=""><mml:mtable class="array" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">01</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">02</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic>1</sub> (<inline-formula><mml:math id="M504" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3), <inline-formula><mml:math id="M505" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic>10</sub>, <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic>20</sub>, <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic><italic>s</italic><italic>x</italic></sub> and <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic><italic>s</italic><italic>z</italic></sub> (<inline-formula><mml:math id="M510" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M511" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M512" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 2) are all 1 <inline-formula><mml:math id="M513" display="inline"><mml:mo>×</mml:mo></mml:math></inline-formula> 4 matrixes and are solved by differentiating <inline-formula><mml:math id="M514" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M515" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M516" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M517" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> with respect to time (<inline-formula><mml:math id="M518" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<inline-formula><mml:math id="M519" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M520" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic></sub>, and <inline-formula><mml:math id="M522" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M523" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <bold><italic>b</italic></bold><sub>12</sub>; <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic>4</sub> is unknown).

            <disp-formula id="Ch1.E48" content-type="numbered"><label>48</label><mml:math id="M526" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

            <disp-formula id="Ch1.E49" content-type="numbered"><label>49</label><mml:math id="M527" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">8</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

            <disp-formula id="Ch1.E50" content-type="numbered"><label>50</label><mml:math id="M528" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced open="{" close=""><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center center center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">8</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:msup><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msqrt><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac style="text"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mfenced><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msup></mml:mrow></mml:msqrt></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

            <disp-formula id="Ch1.E51" content-type="numbered"><label>51</label><mml:math id="M529" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">410</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">110</mml:mn></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">420</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">120</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

            <disp-formula id="Ch1.E52" content-type="numbered"><label>52</label><mml:math id="M530" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced open="{" close=""><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">31</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">30</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          The rotation matrix around the <inline-formula><mml:math id="M531" display="inline"><mml:mi>y</mml:mi></mml:math></inline-formula> axis and moments of inertia are expressed as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E53" content-type="numbered"><label>53</label><mml:math id="M532" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">R</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="chem"><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="chem"><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="chem"><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow class="chem"><mml:mo>∗</mml:mo></mml:mrow></mml:msup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
      <p id="d2e13510">The moments of inertia <sup><italic>B</italic></sup><bold><italic>I</italic></bold><sub>0</sub>, <sup><italic>B</italic></sup><bold><italic>I</italic></bold><sub><italic>i</italic>1</sub> (<inline-formula><mml:math id="M537" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3), and <sup><italic>B</italic></sup><bold><italic>I</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic><italic>s</italic></sub> (<inline-formula><mml:math id="M540" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M541" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M542" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 2) are written as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E54" content-type="numbered"><label>54</label><mml:math id="M543" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi>I</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mi>D</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msup><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M544" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <bold><italic>I</italic></bold><sub><italic>j</italic></sub> (<inline-formula><mml:math id="M546" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 3), <inline-formula><mml:math id="M547" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M548" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
      <p id="d2e13939">Substituting Eqs. (46) and (54) into Eq. (38) yields the mass matrix <inline-formula><mml:math id="M549" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M550" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>), <inline-formula><mml:math id="M551" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M552" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>) (<inline-formula><mml:math id="M553" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3), and <inline-formula><mml:math id="M554" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M555" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>) (<inline-formula><mml:math id="M556" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M557" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M558" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 2) as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E55" content-type="numbered"><label>55</label><mml:math id="M559" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="center center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">ZZ</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

            <disp-formula id="Ch1.E56" content-type="numbered"><label>56</label><mml:math id="M560" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="Ch1.S5.SS2">
  <label>5.2</label><title>Potential energy</title>
      <p id="d2e14311">The potential energy <inline-formula><mml:math id="M561" display="inline"><mml:mi>P</mml:mi></mml:math></inline-formula> is written as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E57" content-type="numbered"><label>57</label><mml:math id="M562" display="block"><mml:mrow><mml:mi>P</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>m</mml:mi><mml:mi mathvariant="bold-italic">g</mml:mi><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M563" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>C</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the coordinate of the center of mass of the link in the <inline-formula><mml:math id="M564" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> axis.</p>
      <p id="d2e14366">The total potential energy of the mechanism is the sum of the potential energy of each link. The relationship between the gravity vector of each link and the potential energy is

            <disp-formula id="Ch1.E58" content-type="numbered"><label>58</label><mml:math id="M565" display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>P</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          According to Eq. (58), the gravity vectors of <inline-formula><mml:math id="M566" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M567" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M568" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3), and <inline-formula><mml:math id="M569" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M570" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M571" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M572" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 2) are written as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E59" content-type="numbered"><label>59</label><mml:math id="M573" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msup><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace width="0.25em" linebreak="nobreak"/><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mi>g</mml:mi><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula></p>
</sec>
<sec id="Ch1.S5.SS3">
  <label>5.3</label><title>Dynamic equations</title>
      <p id="d2e14632">The generalized force can be obtained as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E60" content-type="numbered"><label>60</label><mml:math id="M574" display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          According to the principle of virtual work, the relationship among the force of the actuated joint <inline-formula><mml:math id="M575" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">τ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, the vector of the generalized force <bold><italic>Q</italic></bold>, and the external load <bold><italic>f</italic></bold> acting on the moving platform can be expressed as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E61" content-type="numbered"><label>61</label><mml:math id="M576" display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">Q</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">τ</mml:mi><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          Thus, the general equation of the actuator force is obtained as

            <disp-formula id="Ch1.E62" content-type="numbered"><label>62</label><mml:math id="M577" display="block"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">τ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">J</mml:mi><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:mrow></mml:msup><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">f</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          where <inline-formula><mml:math id="M578" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M579" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are 4 <inline-formula><mml:math id="M580" display="inline"><mml:mo>×</mml:mo></mml:math></inline-formula> 4 matrixes, and <inline-formula><mml:math id="M581" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">G</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is a 4 <inline-formula><mml:math id="M582" display="inline"><mml:mo>×</mml:mo></mml:math></inline-formula> 1 matrix.

            <disp-formula id="Ch1.E63" content-type="numbered"><label>63</label><mml:math id="M583" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced close="" open="{"><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:munderover><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:munderover><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:munderover><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:munderover><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">G</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:munderover><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:munderover><mml:munderover><mml:mo movablelimits="false">∑</mml:mo><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:munderover></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          The Coriolis and centrifugal matrix is expressed as follows:

            <disp-formula id="Ch1.E64" content-type="numbered"><label>64</label><mml:math id="M584" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold">U</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">U</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold">U</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>⊗</mml:mo><mml:msup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          The terms in the matrix <inline-formula><mml:math id="M585" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are constants, and so it could be obtained that

            <disp-formula id="Ch1.E65" content-type="numbered"><label>65</label><mml:math id="M586" display="block"><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">U</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">U</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

          The solution procedures for <inline-formula><mml:math id="M587" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M588" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are shown in Appendix B.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="Ch1.S6">
  <label>6</label><title>Simulation verification</title>
      <p id="d2e15546">All links are fabricated from standard carbon steel with a density of <inline-formula><mml:math id="M589" display="inline"><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">7.801</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> kg mm<sup>−3</sup>, and the parameters of the PM are listed in Table 3.</p>

<table-wrap id="T3" specific-use="star"><label>Table 3</label><caption><p id="d2e15582">The parameter values of the PM.</p></caption><oasis:table frame="topbot"><oasis:tgroup cols="5">
     <oasis:colspec colnum="1" colname="col1" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="2" colname="col2" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="3" colname="col3" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="4" colname="col4" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="5" colname="col5" align="left"/>
     <oasis:thead>
       <oasis:row rowsep="1">
         <oasis:entry colname="col1">Mass (kg)</oasis:entry>
         <oasis:entry namest="col2" nameend="col4">Principal moments of inertia (kg mm<sup>2</sup>) </oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5">Length(mm)</oasis:entry>
       </oasis:row>
     </oasis:thead>
     <oasis:tbody>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M592" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.4465</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M593" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 352.12</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M594" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 352.12</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M595" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 696.96</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"/>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M596" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.1834</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M597" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 40.645</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M598" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 155.69</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M599" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 193.31</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M600" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">11</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 50, <inline-formula><mml:math id="M601" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 25</oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M602" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.1247</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M603" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 103.22</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M604" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 45.745</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M605" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 59.541</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M606" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">21</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 35</oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M607" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.1459</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M608" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 175.85</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M609" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 142.12</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M610" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 36.144</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M611" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">31</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 50</oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M612" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.0026</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M613" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>  0.5893</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M614" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.5841</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M615" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.0128</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M616" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">41</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>  16.668</oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M617" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>m</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.0027</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M618" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn><mml:mi>x</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.5339</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M619" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn><mml:mi>y</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.5316</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M620" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 0.0055</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col5"><inline-formula><mml:math id="M621" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 20.528</oasis:entry>
       </oasis:row>
     </oasis:tbody>
   </oasis:tgroup></oasis:table></table-wrap>

      <p id="d2e16223"><inline-formula><mml:math id="M622" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M623" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M624" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">30</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>/</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mi mathvariant="italic">π</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The initial position and orientation vector of point <inline-formula><mml:math id="M625" display="inline"><mml:mi>D</mml:mi></mml:math></inline-formula> in the base frame {<italic>B</italic>} was defined as <inline-formula><mml:math id="M626" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M627" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">5.5491</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula> 12.7839 110 <inline-formula><mml:math id="M628" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">0.2654</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup> so that singularity can be avoided, and <inline-formula><mml:math id="M630" display="inline"><mml:mrow><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">¨</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [8<inline-formula><mml:math id="M631" display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula> 8<inline-formula><mml:math id="M632" display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula> 8<inline-formula><mml:math id="M633" display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula> 0.07<inline-formula><mml:math id="M634" display="inline"><mml:mi>t</mml:mi></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup>. Gravitational acceleration (<bold>g</bold> <inline-formula><mml:math id="M636" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> 9.8 N kg<sup>−1</sup>) was enabled in the simulation model, and an external load <bold><italic>f</italic></bold> <inline-formula><mml:math id="M638" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M639" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<inline-formula><mml:math id="M640" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<inline-formula><mml:math id="M641" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [25 25 50 25]<sup>T</sup> was applied to the center of the moving platform. Herein, <inline-formula><mml:math id="M643" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M644" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M645" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, represent the translational force (N) along the <inline-formula><mml:math id="M646" display="inline"><mml:mi>X</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M647" display="inline"><mml:mi>Y</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M648" display="inline"><mml:mi>Z</mml:mi></mml:math></inline-formula> axes, respectively, and <inline-formula><mml:math id="M649" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>f</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denotes the rotational moment (N m) about the <inline-formula><mml:math id="M650" display="inline"><mml:mi>Z</mml:mi></mml:math></inline-formula> axis.</p>
      <p id="d2e16547">Based on the aforementioned parameters and physical quantities, the theoretical results and Adams simulation results of the actuator displacement (<inline-formula><mml:math id="M651" display="inline"><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula>), velocity (<inline-formula><mml:math id="M652" display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula>), acceleration (<inline-formula><mml:math id="M653" display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula>), and driving force (<inline-formula><mml:math id="M654" display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></inline-formula>) are obtained separately, and excellent agreement was observed between the two sets of results. The simulation curves derived from Adams are presented in Fig. 11a–d.</p>
      <p id="d2e16578">To quantitatively describe the similarity between the simulation results and the theoretical results of the driving rod, the error existing between them was calculated. The error was calculated using the following formula:

          <disp-formula id="Ch1.E66" content-type="numbered"><label>66</label><mml:math id="M655" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        where <inline-formula><mml:math id="M656" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M657" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> denote the theoretical and simulation results of the <inline-formula><mml:math id="M658" display="inline"><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M659" display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M660" display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M661" display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></inline-formula>, respectively, and <inline-formula><mml:math id="M662" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the error value between <inline-formula><mml:math id="M663" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>T</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M664" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
      <p id="d2e16714">The time-varying curves of the error <inline-formula><mml:math id="M665" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are obtained according to Eq. (66), as shown in Fig. 12a–d.</p>
      <p id="d2e16728">In general, the magnitude of the error <inline-formula><mml:math id="M666" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is dependent on the magnitude of the simulated value, with larger actual values leading to greater absolute errors. Thus, the error ratio <inline-formula><mml:math id="M667" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> for the <inline-formula><mml:math id="M668" display="inline"><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M669" display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M670" display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M671" display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></inline-formula> is defined. It can be defined as follows:

          <disp-formula id="Ch1.E67" content-type="numbered"><label>67</label><mml:math id="M672" display="block"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="|" open="|"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>L</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>V</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>A</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>F</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        where <inline-formula><mml:math id="M673" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> is the maximum absolute error, and <inline-formula><mml:math id="M674" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi>S</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>  is the corresponding simulation result at the same time instant.</p>

      <fig id="F11"><label>Figure 11</label><caption><p id="d2e16863">Actuator simulation curves: <bold>(a)</bold> displacement, <bold>(b)</bold> velocity, <bold>(c)</bold> acceleration, and <bold>(d)</bold> force.</p></caption>
        <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f11.png"/>

      </fig>

      <fig id="F12"><label>Figure 12</label><caption><p id="d2e16887">The error value curves between theoretical results and simulation results: <bold>(a)</bold> displacement, <bold>(b)</bold> velocity, <bold>(c)</bold> acceleration, and <bold>(d)</bold> force.</p></caption>
        <graphic xlink:href="https://ms.copernicus.org/articles/17/495/2026/ms-17-495-2026-f12.png"/>

      </fig>

      <p id="d2e16908">The error ratios <inline-formula><mml:math id="M675" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> were calculated based on Figs. 11 and 12, as listed in Table 4. It can be seen that the error ratios of the actuator displacement, velocity, acceleration, and driving force were 0.0009 %, 0.23 %, 1.12 %, and 0.91 %, respectively. The extremely small error ratios confirm the correctness of the established kinematic and dynamic models of the PM.</p>

<table-wrap id="T4"><label>Table 4</label><caption><p id="d2e16925">The error parameters between theoretical results and simulation results.</p></caption><oasis:table frame="topbot"><oasis:tgroup cols="4">
     <oasis:colspec colnum="1" colname="col1" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="2" colname="col2" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="3" colname="col3" align="left"/>
     <oasis:colspec colnum="4" colname="col4" align="left"/>
     <oasis:thead>
       <oasis:row rowsep="1">
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M676" display="inline"><mml:mi>h</mml:mi></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2"><inline-formula><mml:math id="M677" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="normal">Δ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">max</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M678" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>h</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">S</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4"><inline-formula><mml:math id="M679" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">σ</mml:mi><mml:mi>h</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
       </oasis:row>
     </oasis:thead>
     <oasis:tbody>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M680" display="inline"><mml:mi>L</mml:mi></mml:math></inline-formula>/mm</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2">5.68 <inline-formula><mml:math id="M681" display="inline"><mml:mo>×</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>−4</sup></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3">61.9</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4">0.0009 %</oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M683" display="inline"><mml:mi>V</mml:mi></mml:math></inline-formula>/mm s<sup>−1</sup></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2">1.79 <inline-formula><mml:math id="M685" display="inline"><mml:mo>×</mml:mo></mml:math></inline-formula> 10<sup>−3</sup></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3">0.784</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4">0.23 %</oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M687" display="inline"><mml:mi>A</mml:mi></mml:math></inline-formula>/mm s<sup>−2</sup></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2">0.213</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3">19</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4">1.12 %</oasis:entry>
       </oasis:row>
       <oasis:row>
         <oasis:entry colname="col1"><inline-formula><mml:math id="M689" display="inline"><mml:mi>F</mml:mi></mml:math></inline-formula>/N</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col2">0.3</oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col3"><inline-formula><mml:math id="M690" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">32.2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula></oasis:entry>
         <oasis:entry colname="col4">0.91 %</oasis:entry>
       </oasis:row>
     </oasis:tbody>
   </oasis:tgroup></oasis:table></table-wrap>

</sec>
<sec id="Ch1.S7" sec-type="conclusions">
  <label>7</label><title>Conclusions</title>
      <p id="d2e17156">A novel 4-DOF PM with the 3-RPaPaR limb is proposed in this paper; this PM is capable of implementing three-translation and one-rotation (3T1R) motion and features a large workspace. Most kinematic joints of the mechanism are revolute joints, forming a sub-closed-loop parallelogram structure that endows the mechanism with promising application prospects in high-speed and heavy-load fields. The degree-of-freedom characteristics of the mechanism are verified using screw theory, and inverse position, velocity, and acceleration models of the mechanism are established systematically. The singular configurations of the mechanism are found to be distributed on <inline-formula><mml:math id="M691" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>z</mml:mi><mml:mi>B</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> without offset. The rotation angle <inline-formula><mml:math id="M692" display="inline"><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:math></inline-formula> of the moving platform is identified as the dominant factor affecting the stiffness performance of the mechanism, while the vertical height <inline-formula><mml:math id="M693" display="inline"><mml:mi>z</mml:mi></mml:math></inline-formula> has a secondary effect. An explicit inverse dynamic model is derived based on the Lagrange equations of the second kind. The correctness of the established kinematic and dynamic theoretical models is verified by Adams simulations, with the error ratios of key actuator performance indices all remaining at an extremely low level. The modeling method presented in this paper can serve as a reference for kinematic and dynamic modeling of other PMs with four-joint sub-closed-loop limbs, and it is expected to promote the engineering application of this type of PM in industrial practice.</p>
</sec>

      
      </body>
    <back><app-group>

<app id="App1.Ch1.S1">
  <label>Appendix A</label><title/>
      <p id="d2e17194">This section supplements the solution procedure for <inline-formula><mml:math id="M694" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M695" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4) in Eq. (31). Since <inline-formula><mml:math id="M696" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">42</mml:mn></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, the solution of <inline-formula><mml:math id="M697" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be converted into solving <inline-formula><mml:math id="M698" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M699" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3; <inline-formula><mml:math id="M700" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 3).</p>
      <p id="d2e17319">To simplify subsequent calculations, <inline-formula><mml:math id="M701" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M702" display="inline"><mml:mo>∂</mml:mo></mml:math></inline-formula><bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M703" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M704" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> are combined into <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M705" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and this operation is extended to other equations. An operator <bold><italic>I*</italic></bold> and <inline-formula><mml:math id="M706" display="inline"><mml:mi>c</mml:mi></mml:math></inline-formula> are defined for derivation. For time differentiation, <bold><italic>I*</italic></bold> <inline-formula><mml:math id="M707" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M708" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M709" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>; for partial differentiation with respect to <inline-formula><mml:math id="M710" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <bold><italic>I*</italic></bold> represents the Kronecker product (<inline-formula><mml:math id="M711" display="inline"><mml:mo lspace="0mm">⊗</mml:mo></mml:math></inline-formula>) of the identity matrix <bold><italic>I</italic></bold><sub>4×4</sub> and the corresponding matrix, <inline-formula><mml:math id="M713" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold>0</bold><sub>4×1</sub>, and <inline-formula><mml:math id="M715" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M716" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>]<sup>T</sup>. In addition, <inline-formula><mml:math id="M718" display="inline"><mml:mrow><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M719" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, (<inline-formula><mml:math id="M720" display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>) denotes the <inline-formula><mml:math id="M721" display="inline"><mml:mi>i</mml:mi></mml:math></inline-formula>th row of the matrix.</p>
      <p id="d2e17623"><bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M722" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> [<inline-formula><mml:math id="M723" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<inline-formula><mml:math id="M724" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>] (<inline-formula><mml:math id="M725" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3; <inline-formula><mml:math id="M726" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 3) is obtained by time differentiation of Eq. (23), as shown below:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S1.E68" content-type="numbered"><label>A1</label><mml:math id="M727" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msup><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>X</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msup><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

        where <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M728" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M729" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M730" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are given by

              <disp-formula specific-use="gather" content-type="numbered"><mml:math id="M731" display="block"><mml:mtable displaystyle="true"><mml:mlabeledtr id="App1.Ch1.S1.E69"><mml:mtd><mml:mtext>A2</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" class="stylechange"/><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="(" close=""><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced open="" close=")"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr><mml:mlabeledtr id="App1.Ch1.S1.E70"><mml:mtd><mml:mtext>A3</mml:mtext></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true" class="stylechange"/><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msup><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mrow></mml:mtd></mml:mlabeledtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
      <p id="d2e18488">Time differentiation of Eq. (25) yields <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M732" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M733" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M734" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M735" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) as follows:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S1.E71" content-type="numbered"><label>A4</label><mml:math id="M736" display="block"><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>/</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
      <p id="d2e18781">Time differentiation of Eq. (16) gives <inline-formula><mml:math id="M737" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M738" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M739" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3).

          <disp-formula id="App1.Ch1.S1.E72" content-type="numbered"><label>A5</label><mml:math id="M740" display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfenced open="{" close=""><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>(</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>Z</mml:mi><mml:msup><mml:mi>Z</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac style="text"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mi>X</mml:mi><mml:mi>Y</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>r</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mo>+</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mstyle></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        The above steps complete the solution procedure for <inline-formula><mml:math id="M741" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
</app>

<app id="App1.Ch1.S2">
  <label>Appendix B</label><title/>
      <p id="d2e19042">This section supplements the solution procedure for <inline-formula><mml:math id="M742" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M743" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M744" display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>) (<inline-formula><mml:math id="M745" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) and <inline-formula><mml:math id="M746" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M747" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M748" display="inline"><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:math></inline-formula>) (<inline-formula><mml:math id="M749" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M750" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M751" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 2) in Eq. (61). By performing time differentiation and partial differentiation with respect to <inline-formula><mml:math id="M752" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> on <inline-formula><mml:math id="M753" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M754" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>) (<inline-formula><mml:math id="M755" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3), the derivative <inline-formula><mml:math id="M756" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M757" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>)<sup>′</sup> (including <inline-formula><mml:math id="M759" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M760" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>) and <inline-formula><mml:math id="M761" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M762" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) is obtained as follows:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E73" content-type="numbered"><label>B1</label><mml:math id="M763" display="block"><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:msup><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mfenced open="(" close=")"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msubsup><mml:mi>B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

        where the derivatives of <inline-formula><mml:math id="M764" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <sup><italic>B</italic></sup><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M766" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (including <inline-formula><mml:math id="M767" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M768" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M769" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>), denoted as <inline-formula><mml:math id="M770" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <sup><italic>B</italic></sup><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M772" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, are given by

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E74" content-type="numbered"><label>B2</label><mml:math id="M773" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula></p>
      <p id="d2e19796">Time differentiation and partial differentiation with respect to <inline-formula><mml:math id="M774" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> on <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic>1</sub> (<inline-formula><mml:math id="M776" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–3) yield <bold><italic> b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M777" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E75" content-type="numbered"><label>B3</label><mml:math id="M778" display="block"><mml:mrow><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mstyle displaystyle="false"><mml:mfrac style="text"><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">8</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle></mml:mstyle><mml:mfenced open="(" close=""><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close=")" open=""><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:msup><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mfenced><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">8</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        where [<inline-formula><mml:math id="M779" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>] <inline-formula><mml:math id="M780" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> [<bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M781" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M782" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>] when solving <inline-formula><mml:math id="M783" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Note that [<inline-formula><mml:math id="M784" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>] <inline-formula><mml:math id="M785" display="inline"><mml:mo>=</mml:mo></mml:math></inline-formula> [<bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M786" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M787" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>] when solving <inline-formula><mml:math id="M788" display="inline"><mml:mo>∂</mml:mo></mml:math></inline-formula><bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M789" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M790" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula>. <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic>15</sub> and <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic>25</sub> is calculated as follows:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E76" content-type="numbered"><label>B4</label><mml:math id="M793" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">15</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msqrt><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msqrt><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mi>r</mml:mi><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">7</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="italic">α</mml:mi></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        <inline-formula><mml:math id="M794" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> can be written as follows:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E77" content-type="numbered"><label>B5</label><mml:math id="M795" display="block"><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">ω</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mi>y</mml:mi></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mn mathvariant="normal">0</mml:mn></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

        Time differentiation and partial differentiation with respect to <inline-formula><mml:math id="M796" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> on <inline-formula><mml:math id="M797" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M798" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M799" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M800" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 2) yield <inline-formula><mml:math id="M801" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (including <inline-formula><mml:math id="M802" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M803" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>).

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E78" content-type="numbered"><label>B6</label><mml:math id="M804" display="block"><mml:mtable class="split" rowspacing="0.2ex" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">M</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:msup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">m</mml:mi></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi>I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="0.25em"/><mml:msup><mml:mi/><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:mrow></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

        In the above, m<inline-formula><mml:math id="M805" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> m<sub><italic>j</italic></sub>, and (<inline-formula><mml:math id="M807" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, 3); the derivatives of <inline-formula><mml:math id="M808" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M809" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <sup><italic>B</italic></sup><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M811" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (including <inline-formula><mml:math id="M812" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M813" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold><italic>I</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M814" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>) are given by:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E79" content-type="numbered"><label>B7</label><mml:math id="M815" display="block"><mml:mrow><mml:mrow><mml:mfenced close="" open="{"><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msup><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>+</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mspace width="0.125em" linebreak="nobreak"/><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="center"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:munder><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>×</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        where <inline-formula><mml:math id="M816" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>C</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M817" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> , and <inline-formula><mml:math id="M818" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M819" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. Note that <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M820" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M821" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M822" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M823" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are as follows:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E80" content-type="numbered"><label>B8</label><mml:math id="M824" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E81" content-type="numbered"><label>B9</label><mml:math id="M825" display="block"><mml:mtable rowspacing="0.2ex" class="split" displaystyle="true" columnalign="right left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi>a</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">10</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:math></disp-formula>

        Time differentiation and partial differentiation with respect to <inline-formula><mml:math id="M826" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> on [<bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic><italic>s</italic><italic>x</italic></sub>
<bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic><italic>s</italic><italic>z</italic></sub>] yield [<bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M829" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M830" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>].

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E82" content-type="numbered"><label>B10</label><mml:math id="M831" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced open="{" close=""><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow/></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">31</mml:mn></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">24</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">24</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">25</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">34</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mo>,</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>-</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>x</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi><mml:mi>z</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:msup><mml:mi mathvariant="bold-italic">I</mml:mi><mml:mo>∗</mml:mo></mml:msup><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">12</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:munder><mml:mn mathvariant="normal">44</mml:mn><mml:mo mathvariant="normal">¯</mml:mo></mml:munder><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd/><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">30</mml:mn></mml:msub><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>s</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mrow class="chem"><mml:mo>+</mml:mo></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">135</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">13</mml:mn><mml:mrow class="chem"><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        In the above, <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M832" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic></sub>, <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic>4<italic>s</italic></sub>
<inline-formula><mml:math id="M835" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic></sub>, <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M837" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn><mml:mi>c</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>c</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M838" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic><italic>j</italic>5<italic>s</italic></sub>
<inline-formula><mml:math id="M840" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>=</mml:mo><mml:mi>s</mml:mi><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:math></inline-formula><bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M841" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M842" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M843" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, <inline-formula><mml:math id="M844" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <bold><italic>b</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M845" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. <inline-formula><mml:math id="M846" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M847" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>, and <inline-formula><mml:math id="M848" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>/<inline-formula><mml:math id="M849" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M850" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> <inline-formula><mml:math id="M851" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>C</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow><mml:mi>B</mml:mi></mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">R</mml:mi></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
      <p id="d2e23618">Time differentiation and partial differentiation with respect to <inline-formula><mml:math id="M852" display="inline"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi></mml:math></inline-formula> on <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic>4</sub> (<inline-formula><mml:math id="M854" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4) yield <bold><italic>b</italic></bold><sub><italic>i</italic>4</sub>:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E83" content-type="numbered"><label>B11</label><mml:math id="M856" display="block"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>=</mml:mo><mml:mo>-</mml:mo><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mfenced close=")" open="("><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced close="" open="("><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mfenced open="" close=")"><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mfenced><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>+</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>,</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        where <inline-formula><mml:math id="M857" display="inline"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>
<bold><italic>d</italic></bold><inline-formula><mml:math id="M858" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi/><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula>. The expressions of <inline-formula><mml:math id="M859" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M860" display="inline"><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:math></inline-formula> are as follows:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E84" content-type="numbered"><label>B12</label><mml:math id="M861" display="block"><mml:mrow><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced close="]" open="["><mml:mtable class="array" columnalign="left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msub><mml:mi>l</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">20</mml:mn></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">c</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi></mml:msub><mml:mo>-</mml:mo><mml:mrow class="chem"><mml:mi mathvariant="normal">s</mml:mi></mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="italic">θ</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo><mml:mo>/</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">5</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:mo>)</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>′</mml:mo></mml:msubsup><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>(</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:msubsup><mml:mi>c</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">6</mml:mn></mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:msubsup><mml:msubsup><mml:mi>L</mml:mi><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">3</mml:mn></mml:msubsup><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">9</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        <inline-formula><mml:math id="M862" display="inline"><mml:mrow><mml:msup><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>/</mml:mo><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:math></inline-formula> (<inline-formula><mml:math id="M863" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4; <inline-formula><mml:math id="M864" display="inline"><mml:mrow><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>=</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:math></inline-formula>–4) is written as follows:

          <disp-formula id="App1.Ch1.S2.E85" content-type="numbered"><label>B13</label><mml:math id="M865" display="block"><mml:mrow><mml:mstyle displaystyle="true"><mml:mfrac style="display"><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:msup><mml:mi/><mml:mi>B</mml:mi></mml:msup><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold-italic">ω</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mo>×</mml:mo></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow><mml:mrow><mml:mo>∂</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover></mml:mrow></mml:mfrac></mml:mstyle><mml:mo>=</mml:mo><mml:mfenced open="[" close="]"><mml:mtable class="array" columnalign="left left left"><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace linebreak="nobreak" width="1em"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr><mml:mtr><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:mo>-</mml:mo><mml:msub><mml:mi>a</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">2</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:msubsup><mml:mi mathvariant="bold-italic">b</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi></mml:mrow><mml:mi mathvariant="normal">T</mml:mi></mml:msubsup><mml:mspace width="1em" linebreak="nobreak"/></mml:mrow></mml:mtd><mml:mtd><mml:mrow><mml:msub><mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn><mml:mrow><mml:mn mathvariant="normal">4</mml:mn><mml:mo>×</mml:mo><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub></mml:mrow></mml:mtd></mml:mtr></mml:mtable></mml:mfenced><mml:mo>.</mml:mo></mml:mrow></mml:math></disp-formula>

        The above steps complete the solution procedure for <inline-formula><mml:math id="M866" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mn mathvariant="normal">1</mml:mn></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula> and <inline-formula><mml:math id="M867" display="inline"><mml:mrow><mml:msub><mml:mi mathvariant="bold">C</mml:mi><mml:mrow><mml:mi>i</mml:mi><mml:mi>j</mml:mi><mml:mi>s</mml:mi></mml:mrow></mml:msub><mml:mo>(</mml:mo><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo>,</mml:mo><mml:mover accent="true"><mml:mi mathvariant="bold-italic">χ</mml:mi><mml:mo mathvariant="normal">˙</mml:mo></mml:mover><mml:mo>)</mml:mo></mml:mrow></mml:math></inline-formula>.</p>
</app>
  </app-group><notes notes-type="codedataavailability"><title>Code and data availability</title>

      <p id="d2e24484">The original contributions presented in this study are included in the article. Further inquiries can be directed to the corresponding author(s).</p>
  </notes><notes notes-type="authorcontribution"><title>Author contributions</title>

      <p id="d2e24490">Conceptualization: YZ and HF. Methodology: YZ, HF, and HC. Software: HC and YX.  Validation: HF and YX. Formal analysis: YZ and HC. Investigation: HF and YX. Resources: YZ. Data curation: HF and YZ. Writing (original draft preparation): YZ and HC. Writing (review and editing): HF and YX. Visualization: YZ, YX, and HC. Supervision: YZ. Project administration: YZ and HF. Funding acquisition: YZ. All of the authors have read and agreed to the published version of the paper.</p>
  </notes><notes notes-type="competinginterests"><title>Competing interests</title>

      <p id="d2e24496">The contact author has declared that none of the authors has any competing interests.</p>
  </notes><notes notes-type="disclaimer"><title>Disclaimer</title>

      <p id="d2e24502">Publisher's note: Copernicus Publications remains neutral with regard to jurisdictional claims made in the text, published maps, institutional affiliations, or any other geographical representation in this paper. The authors bear the ultimate responsibility for providing appropriate place names. Views expressed in the text are those of the authors and do not necessarily reflect the views of the publisher.</p>
  </notes><ack><title>Acknowledgements</title><p id="d2e24509">This work was supported by Jiangsu Engineering Research Center of Key Technology for Intelligent Manufacturing Equipment, China.</p></ack><notes notes-type="financialsupport"><title>Financial support</title>

      <p id="d2e24514">This work was funded by the project of collaborative technology development under (grant no. 2024321302000037).</p>
  </notes><notes notes-type="reviewstatement"><title>Review statement</title>

      <p id="d2e24520">This paper was edited by Guowu Wei and reviewed by two anonymous referees.</p>
  </notes><ref-list>
    <title>References</title>

      <ref id="bib1.bib1"><label>1</label><mixed-citation>Amine, S., Mokhiamar, O., and Caro, S.: Classification of 3t1r parallel manipulators based on their wrench graph, J. Mech. Robot., 9, 011003, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.4035188" ext-link-type="DOI">10.1115/1.4035188</ext-link>, 2017.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib2"><label>2</label><mixed-citation>Arian, A., Isaksson, M., and Gosselin, C.: Kinematic and dynamic analysis of a novel parallel kinematic schonflies motion generator, J. Mech. Mach. Theory., 147, 103629, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.103629" ext-link-type="DOI">10.1016/j.mechmachtheory.2019.103629</ext-link>, 2020.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib3"><label>3</label><mixed-citation>Ayiz, C. and Kucuk, S.: The kinematics of industrial robot manipulators based on the exponential rotational matrices, Proceedings of the 2009 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, Seoul, Korea, July 2009, pp. 966–971, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1109/ISIE.2009.5222601" ext-link-type="DOI">10.1109/ISIE.2009.5222601</ext-link>, 2009.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib4"><label>4</label><mixed-citation>Briot, S., Khalil, W.: Dynamics of parallel robots: from rigid bodies to flexible elements, Springer: New York, USA, pp. 61–66, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1007/978-3-319-19788-3" ext-link-type="DOI">10.1007/978-3-319-19788-3</ext-link>, 2015.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib5"><label>5</label><mixed-citation>Cao, W. A., Xu, S. J., Rao, K., and Ding, T. F.: Kinematic design of a novel two degree-of-freedom parallel mechanism for minimally invasive surgery, J. Mech. Des., 141, 104501, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.4043583" ext-link-type="DOI">10.1115/1.4043583</ext-link>, 2019.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib6"><label>6</label><mixed-citation>Chang, T. C. and Zhang, X. D.: Kinematics and reliable analysis of decoupled parallel mechanism for ankle rehabilitation, J. Microelectron. Reliab., 99, 203–212, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.microrel.2019.05.016" ext-link-type="DOI">10.1016/j.microrel.2019.05.016</ext-link>, 2019.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib7"><label>7</label><mixed-citation>Cheng, C., Yuan, X., Li, Y., and Zeng, F.: Inverse dynamics and inertia coupling analysis of a parallel mechanism with parasitic motions and redundant actuations, Mech. Sci., 15, 587–600, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.5194/ms-15-587-2024" ext-link-type="DOI">10.5194/ms-15-587-2024</ext-link>, 2024.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib8"><label>8</label><mixed-citation>Chong, Z. H., Xie, F. G., Liu, X. J., Wang, J. S., and Niu, H. F.: Design of the parallel mechanism for a hybrid mobile robot in wind turbine blades polishing, J. Roboti. Com-Int. Manuf., 61, 101857, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.rcim.2019.101857" ext-link-type="DOI">10.1016/j.rcim.2019.101857</ext-link>, 2020.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib9"><label>9</label><mixed-citation>Ebrahimi, I., Carretero, J. A., and Boudreau, R.: A family of kinematically redundant planar parallel manipulators, J. Mech. Des., 130, 062306, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.2900723" ext-link-type="DOI">10.1115/1.2900723</ext-link>, 2018.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib10"><label>10</label><mixed-citation>Gan, D. M., Dai, J. S., Dias, J.,  and  Seneviratne, L. D.: Variable motion/force transmissibility of a metamorphic parallel mechanism with reconfigurable 3t and 3r motion, J. Mech. Robot., 8, 1–9, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.4032409" ext-link-type="DOI">10.1115/1.4032409</ext-link>, 2016.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib11"><label>11</label><mixed-citation>He, J., Gao, F., Meng, X. D.,  and Guo, W. Z.: Type synthesis for 4-Dof parallel press mechanism using GF set theory, Chin. J. Mech. Eng., 28, 851–859, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.3901/Cjme.2015.0427.065" ext-link-type="DOI">10.3901/Cjme.2015.0427.065</ext-link>, 2015.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib12"><label>12</label><mixed-citation>Huang, Z. and  Li, Q. C.: Type synthesis of symmetrical lower-mobility parallel mechanisms using the constraint-synthesis method, Int. J. Robot. Res., 22, 59–79, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1177/0278364903022001005" ext-link-type="DOI">10.1177/0278364903022001005</ext-link>, 2003.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib13"><label>13</label><mixed-citation>Hunt, K. H.: Structural kinematics of in-parallel-actuated robot-arms, J. Mech-Trans. Autom., 105, 705–712, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.3258540" ext-link-type="DOI">10.1115/1.3258540</ext-link>, 1983.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib14"><label>14</label><mixed-citation>Isaksson, M., Gosselin, C., and Marlow, K.: Singularity analysis of a class of kinematically redundant parallel schonflies motion generators, J. Mech. Mach. Theory., 112, 172–191, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.01.012" ext-link-type="DOI">10.1016/j.mechmachtheory.2017.01.012</ext-link>, 2017.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib15"><label>15</label><mixed-citation>Isaksson, M. and  Watson, M.: Workspace analysis of a novel six-degrees-of-freedom parallel manipulator with coaxial actuated arms, J. Mech. Des., 135, 104501, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.4024723" ext-link-type="DOI">10.1115/1.4024723</ext-link>, 2013.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib16"><label>16</label><mixed-citation>Kucuk, S. and Gungor, B. D.: Inverse kinematics solution of a new hybrid robot manipulator proposed for medical purposes, Proceedings of the 2016 Medical Technologies National Congress (TIPTEKNO), Antalya, Turkey, October 2016, pp. 1–4, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1109/TIPTEKNO.2016.7863076" ext-link-type="DOI">10.1109/TIPTEKNO.2016.7863076</ext-link>, 2016.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib17"><label>17</label><mixed-citation>Kucuk, S.: Dexterous workspace optimization for a new hybrid parallel robot manipulator, J. Mech. Robot., 10, 064503, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.4041334" ext-link-type="DOI">10.1115/1.4041334</ext-link>, 2018.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib18"><label>18</label><mixed-citation>Liang, D., Mao, Y., Song, Y.,  and Sun T.: Kinematics, dynamics and multi-objective optimization based on singularity-free task workspace for a novel SCARA parallel manipulator, J. Mech. Sci. Technol., 38, 423–438, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1007/s12206-023-1235-6" ext-link-type="DOI">10.1007/s12206-023-1235-6</ext-link>, 2024.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib19"><label>19</label><mixed-citation>Liu, S. W., Peng, G. L., and Gao, H. J.: Dynamic modeling and terminal sliding mode control of a 3-Dof redundantly actuated parallel platform, Mechatronics, 60, 26–33, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2019.04.001" ext-link-type="DOI">10.1016/j.mechatronics.2019.04.001</ext-link>, 2019.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib20"><label>20</label><mixed-citation>Lu, Y., Liu, Y., Zhang, L. J., Ye, N. J.,  and Wang, Y. L.: Dynamics analysis of a novel 5-Dof parallel manipulator with couple-constrained wrench, J. Robotica., 36, 1421–1435, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1017/S0263574718000474" ext-link-type="DOI">10.1017/S0263574718000474</ext-link>, 2018.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib21"><label>21</label><mixed-citation>Pakzad, S., Akhbari, S., and Mahboubkhah, M.: Kinematic and dynamic analyses of a novel 4-Dof parallel mechanism, J. Braz. Soc. Mech. Sci., 41, 1–13, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1007/s40430-019-2058-3" ext-link-type="DOI">10.1007/s40430-019-2058-3</ext-link>, 2019.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib22"><label>22</label><mixed-citation>Pierrot, F. and  Company, O.: H4: a new family of 4-Dof parallel robots, Proceedings of the 1999 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, Atlanta, Georgia, USA, September 1999, pp. 508–513, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1109/AIM.1999.803222" ext-link-type="DOI">10.1109/AIM.1999.803222</ext-link>, 1999.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib23"><label>23</label><mixed-citation>Pierrot, F., Marquet, F., Company, O.,  and Gil, T.: H4 parallel robot: modeling, design and preliminary experiments, Proceedings 2001 ICRA. IEEE International Conference on Robotics and Automation, Seoul, Korea, May 2001, pp. 3256–3261, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1109/ROBOT.2001.933120" ext-link-type="DOI">10.1109/ROBOT.2001.933120</ext-link>, 2001.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib24"><label>24</label><mixed-citation>Richard, P. L., Gosselin, C. M., and Kong, X. W.: Kinematic analysis and prototyping of a partially decoupled 4-Dof 3t1r parallel manipulator, J. Mech. Des., 129, 611–616, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.2717611" ext-link-type="DOI">10.1115/1.2717611</ext-link>, 2007.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib25"><label>25</label><mixed-citation>Russo, M., Zhang, D., Liu, X. J.,  and Xie, Z. H.: A review of parallel kinematic machine tools: design, modeling, and applications, Int. J. Mach. Tool Manu., 196, 104118, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2024.104118" ext-link-type="DOI">10.1016/j.ijmachtools.2024.104118</ext-link>, 2024.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib26"><label>26</label><mixed-citation>Shen, H. P., Chablat, D., Zeng, B. X., Li, J., Wu, G. L.,  and Yang, T. L.: A translational three-degrees-of-freedom parallel mechanism with partial motion decoupling and analytic direct kinematics, J. Mech. Robot., 12, 021112, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.4045972" ext-link-type="DOI">10.1115/1.4045972</ext-link>, 2020.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib27"><label>27</label><mixed-citation>Simas, H., Gregorio, R. D., and Simoni, R.: Tetraflex: design and kinematic analysis of a novel self-aligning family of 3t1r parallel manipulators, J. Field. Robot., 39, 617–630, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1002/rob.22067" ext-link-type="DOI">10.1002/rob.22067</ext-link>, 2022.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib28"><label>28</label><mixed-citation>Sun, T. and  Huo, X. M.: Type synthesis of 1T2R parallel mechanisms with parasitic motions, J. Mech. Mach. Theory., 128, 412–428, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.05.014" ext-link-type="DOI">10.1016/j.mechmachtheory.2018.05.014</ext-link>, 2018.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib29"><label>29</label><mixed-citation>Sun, T., Ye, W., Yang, C., and Huang, F.: Dynamic modeling and performance analysis of the 2PRU-PUU parallel mechanism, Mech. Sci., 15, 249–256, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.5194/ms-15-249-2024" ext-link-type="DOI">10.5194/ms-15-249-2024</ext-link>, 2024.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib30"><label>30</label><mixed-citation>Taghirad, H. D.: Parallel robots: mechanics and control, CRC Pres: New York, USA, pp. 232–260, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1201/9781003590408" ext-link-type="DOI">10.1201/9781003590408</ext-link>, 2013.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib31"><label>31</label><mixed-citation>Tang, H. Y., Zhang, D., and Tian, C. X.: An approach for modeling and performance analysis of three-leg landing gear mechanisms based on the virtual equivalent parallel mechanism, J. Mech. Mach. Theory., 169, 104617, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2021.104617" ext-link-type="DOI">10.1016/j.mechmachtheory.2021.104617</ext-link>, 2022.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib32"><label>32</label><mixed-citation>Tian, W. J., Shen, Z. Q., Lv, D. P., and Yin, F. W.: A systematic approach for accuracy design of lower-mobility parallel mechanism, J. Robotica., 38, 1–16, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1017/S0263574720000028" ext-link-type="DOI">10.1017/S0263574720000028</ext-link>, 2020.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib33"><label>33</label><mixed-citation>Tsai, L. and Joshi, S.: Kinematics and optimization of a spatial 3-UPU parallel manipulator, J. Mech. Des., 122, 439–446, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.1311612" ext-link-type="DOI">10.1115/1.1311612</ext-link>, 2000.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib34"><label>34</label><mixed-citation>Wang, G. X.: Elastodynamics modeling of 4-SPS/CU parallel mechanism with flexible moving platform based on absolute nodal coordinate formulation, J. Proc. Inst. Mech. Eng. Part C-J. Eng. Mech. Eng. Sci., 232, 3843–3858, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1177/0954406217744814" ext-link-type="DOI">10.1177/0954406217744814</ext-link>, 2018.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib35"><label>35</label><mixed-citation>Xie, F. G. and  Liu, X. J.: Design and development of a high-speed and high-rotation robot with four identical arms and a single platform, J. Mech. Robot., 7, 041015, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.4029440" ext-link-type="DOI">10.1115/1.4029440</ext-link>, 2015.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib36"><label>36</label><mixed-citation>Xu, L., Chen, Q, He, L., and Li Q.: Kinematic analysis and design of a novel 3T1R 2-(PRR)2RH hybrid manipulator, J. Mech. Mach. Theory., 112, 105–22, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.01.009" ext-link-type="DOI">10.1016/j.mechmachtheory.2017.01.009</ext-link>, 2017.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib37"><label>37</label><mixed-citation>Yang, Y., Peng, Y., Pu, H. Y., Chen, H. J., Ding, X. L., Chirikjian, G. S., and Lyu, S. N.: Deployable parallel lower-mobility manipulators with scissor-like elements, J. Mech. Mach. Theory., 135, 226–250, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.01.013" ext-link-type="DOI">10.1016/j.mechmachtheory.2019.01.013</ext-link>, 2018.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib38"><label>38</label><mixed-citation>Ye, W., Chai, X. X., and Zhang, K. T.: Kinematic modeling and optimization of a new reconfigurable parallel mechanism, J. Mech. Mach. Theory., 149, 103850, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2020.103850" ext-link-type="DOI">10.1016/j.mechmachtheory.2020.103850</ext-link>, 2020.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib39"><label>39</label><mixed-citation>Ye, W., He, L. Y., and Li, Q. C.: A new family of symmetrical 2T2R parallel mechanisms without parasitic motion, J. Mech. Robot., 10, 011006, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.4038527" ext-link-type="DOI">10.1115/1.4038527</ext-link>, 2017.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib40"><label>40</label><mixed-citation>Ye, W. and  Li, Q. C.: Type synthesis of lower mobility parallel mechanisms: A review, Chin. J. Mech. Eng., 32, 1–11, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1186/s10033-019-0350-x" ext-link-type="DOI">10.1186/s10033-019-0350-x</ext-link>, 2019. </mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib41"><label>41</label><mixed-citation>Yuan X. M., Wang W. Q., Pang H. D., and Zhang L. J.: Analysis of vibration characteris-tics of electro-hydraulic driven 3-UPS/S parallel stabilization platform, Chin. J. Mech. Eng., 37, 96, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1186/s10033-024-01074-w" ext-link-type="DOI">10.1186/s10033-024-01074-w</ext-link>, 2024.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib42"><label>42</label><mixed-citation>Zarkandi, S.: Kinematics, workspace and optimal design of a novel 4RSS <inline-formula><mml:math id="M868" display="inline"><mml:mo>+</mml:mo></mml:math></inline-formula> PS parallel manipulator, J. Braz. Soc. Mech. Sci., 41, 1–17, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1007/s40430-019-1981-7" ext-link-type="DOI">10.1007/s40430-019-1981-7</ext-link>, 2019.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib43"><label>43</label><mixed-citation>Zeng, Q., Fang, Y. F., and Ehmann, K. F.: Design of a novel 4-Dof kinematotropic hybrid parallel manipulator, J. Mech. Des., 133, 121006, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1115/1.4005233" ext-link-type="DOI">10.1115/1.4005233</ext-link>, 2011.</mixed-citation></ref>
      <ref id="bib1.bib44"><label>44</label><mixed-citation>Zhang, Q. Q., Xu, Y., Dong, F., and Wang, Y.: Kinematic performance analyses of a symmetrical 4-Uru parallel mechanism, Proceedings of the 2019 International Conference on Robotics, Intelligent Control and Artificial Intelligence, Shanghai, China, September 2019, pp. 172–77, <ext-link xlink:href="https://doi.org/10.1145/3366194.3366224" ext-link-type="DOI">10.1145/3366194.3366224</ext-link>, 2019.</mixed-citation></ref>

  </ref-list></back>
    <!--<article-title-html>Kinematic and dynamic modeling of a novel 4-degree-of-freedom parallel mechanism</article-title-html>
<abstract-html/>
<ref-html id="bib1.bib1"><label>1</label><mixed-citation>
      
Amine, S., Mokhiamar, O., and Caro, S.: Classification of 3t1r parallel
manipulators based on their wrench graph, J. Mech. Robot., 9, 011003,
<a href="https://doi.org/10.1115/1.4035188" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.4035188</a>, 2017.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib2"><label>2</label><mixed-citation>
      
Arian, A., Isaksson, M., and Gosselin, C.: Kinematic and dynamic analysis of
a novel parallel kinematic schonflies motion generator, J. Mech. Mach.
Theory., 147, 103629, <a href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.103629" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.103629</a>,
2020.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib3"><label>3</label><mixed-citation>
      
Ayiz, C. and Kucuk, S.: The kinematics of industrial robot manipulators based
on the exponential rotational matrices, Proceedings of the 2009 IEEE
International Symposium on Industrial Electronics, Seoul, Korea, July 2009,
pp. 966–971, <a href="https://doi.org/10.1109/ISIE.2009.5222601" target="_blank">https://doi.org/10.1109/ISIE.2009.5222601</a>, 2009.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib4"><label>4</label><mixed-citation>
      
Briot, S., Khalil, W.: Dynamics of parallel robots: from rigid bodies to
flexible elements, Springer: New York, USA, pp. 61–66, <a href="https://doi.org/10.1007/978-3-319-19788-3" target="_blank">https://doi.org/10.1007/978-3-319-19788-3</a>, 2015.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib5"><label>5</label><mixed-citation>
      
Cao, W. A., Xu, S. J., Rao, K., and Ding, T. F.: Kinematic design of a novel two
degree-of-freedom parallel mechanism for minimally invasive surgery, J.
Mech. Des., 141, 104501, <a href="https://doi.org/10.1115/1.4043583" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.4043583</a>, 2019.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib6"><label>6</label><mixed-citation>
      
Chang, T. C. and Zhang, X. D.: Kinematics and reliable analysis of decoupled
parallel mechanism for ankle rehabilitation, J. Microelectron. Reliab., 99,
203–212, <a href="https://doi.org/10.1016/j.microrel.2019.05.016" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.microrel.2019.05.016</a>, 2019.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib7"><label>7</label><mixed-citation>
      
Cheng, C., Yuan, X., Li, Y., and Zeng, F.: Inverse dynamics and inertia coupling analysis of a parallel mechanism with parasitic motions and redundant actuations, Mech. Sci., 15, 587–600, <a href="https://doi.org/10.5194/ms-15-587-2024" target="_blank">https://doi.org/10.5194/ms-15-587-2024</a>, 2024.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib8"><label>8</label><mixed-citation>
      
Chong, Z. H., Xie, F. G., Liu, X. J., Wang, J. S., and Niu, H. F.: Design of the
parallel mechanism for a hybrid mobile robot in wind turbine blades
polishing, J. Roboti. Com-Int. Manuf., 61, 101857,
<a href="https://doi.org/10.1016/j.rcim.2019.101857" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.rcim.2019.101857</a>, 2020.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib9"><label>9</label><mixed-citation>
      
Ebrahimi, I., Carretero, J. A., and Boudreau, R.: A family of kinematically
redundant planar parallel manipulators, J. Mech. Des., 130, 062306,
<a href="https://doi.org/10.1115/1.2900723" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.2900723</a>, 2018.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib10"><label>10</label><mixed-citation>
      
Gan, D. M., Dai, J. S., Dias, J.,  and  Seneviratne, L. D.: Variable motion/force
transmissibility of a metamorphic parallel mechanism with reconfigurable 3t
and 3r motion, J. Mech. Robot., 8, 1–9, <a href="https://doi.org/10.1115/1.4032409" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.4032409</a>,
2016.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib11"><label>11</label><mixed-citation>
      
He, J., Gao, F., Meng, X. D.,  and Guo, W. Z.: Type synthesis for 4-Dof parallel
press mechanism using GF set theory, Chin. J. Mech. Eng., 28, 851–859,
<a href="https://doi.org/10.3901/Cjme.2015.0427.065" target="_blank">https://doi.org/10.3901/Cjme.2015.0427.065</a>, 2015.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib12"><label>12</label><mixed-citation>
      
Huang, Z. and  Li, Q. C.: Type synthesis of symmetrical lower-mobility parallel
mechanisms using the constraint-synthesis method, Int. J. Robot. Res., 22,
59–79, <a href="https://doi.org/10.1177/0278364903022001005" target="_blank">https://doi.org/10.1177/0278364903022001005</a>, 2003.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib13"><label>13</label><mixed-citation>
      
Hunt, K. H.: Structural kinematics of in-parallel-actuated robot-arms, J.
Mech-Trans. Autom., 105, 705–712, <a href="https://doi.org/10.1115/1.3258540" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.3258540</a>, 1983.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib14"><label>14</label><mixed-citation>
      
Isaksson, M., Gosselin, C., and Marlow, K.: Singularity analysis of a class
of kinematically redundant parallel schonflies motion generators, J. Mech.
Mach. Theory., 112, 172–191,
<a href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.01.012" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.01.012</a>, 2017.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib15"><label>15</label><mixed-citation>
      
Isaksson, M. and  Watson, M.: Workspace analysis of a novel
six-degrees-of-freedom parallel manipulator with coaxial actuated arms, J.
Mech. Des., 135, 104501, <a href="https://doi.org/10.1115/1.4024723" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.4024723</a>, 2013.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib16"><label>16</label><mixed-citation>
      
Kucuk, S. and Gungor, B. D.: Inverse kinematics solution of a new hybrid robot
manipulator proposed for medical purposes, Proceedings of the 2016 Medical
Technologies National Congress (TIPTEKNO), Antalya, Turkey, October 2016,
pp. 1–4, <a href="https://doi.org/10.1109/TIPTEKNO.2016.7863076" target="_blank">https://doi.org/10.1109/TIPTEKNO.2016.7863076</a>, 2016.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib17"><label>17</label><mixed-citation>
      
Kucuk, S.: Dexterous workspace optimization for a new hybrid parallel robot
manipulator, J. Mech. Robot., 10, 064503, <a href="https://doi.org/10.1115/1.4041334" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.4041334</a>,
2018.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib18"><label>18</label><mixed-citation>
      
Liang, D., Mao, Y., Song, Y.,  and Sun T.: Kinematics, dynamics and
multi-objective optimization based on singularity-free task workspace for a
novel SCARA parallel manipulator, J. Mech. Sci. Technol., 38, 423–438,
<a href="https://doi.org/10.1007/s12206-023-1235-6" target="_blank">https://doi.org/10.1007/s12206-023-1235-6</a>, 2024.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib19"><label>19</label><mixed-citation>
      
Liu, S. W., Peng, G. L., and Gao, H. J.: Dynamic modeling and terminal
sliding mode control of a 3-Dof redundantly actuated parallel platform,
Mechatronics, 60, 26–33,
<a href="https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2019.04.001" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.mechatronics.2019.04.001</a>, 2019.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib20"><label>20</label><mixed-citation>
      
Lu, Y., Liu, Y., Zhang, L. J., Ye, N. J.,  and Wang, Y. L.: Dynamics analysis of
a novel 5-Dof parallel manipulator with couple-constrained wrench, J.
Robotica., 36, 1421–1435, <a href="https://doi.org/10.1017/S0263574718000474" target="_blank">https://doi.org/10.1017/S0263574718000474</a>, 2018.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib21"><label>21</label><mixed-citation>
      
Pakzad, S., Akhbari, S., and Mahboubkhah, M.: Kinematic and dynamic analyses
of a novel 4-Dof parallel mechanism, J. Braz. Soc. Mech. Sci., 41, 1–13,
<a href="https://doi.org/10.1007/s40430-019-2058-3" target="_blank">https://doi.org/10.1007/s40430-019-2058-3</a>, 2019.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib22"><label>22</label><mixed-citation>
      
Pierrot, F. and  Company, O.: H4: a new family of 4-Dof parallel robots,
Proceedings of the 1999 IEEE/ASME International Conference on Advanced
Intelligent Mechatronics, Atlanta, Georgia, USA, September 1999, pp.
508–513, <a href="https://doi.org/10.1109/AIM.1999.803222" target="_blank">https://doi.org/10.1109/AIM.1999.803222</a>, 1999.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib23"><label>23</label><mixed-citation>
      
Pierrot, F., Marquet, F., Company, O.,  and Gil, T.: H4 parallel robot: modeling,
design and preliminary experiments, Proceedings 2001 ICRA. IEEE
International Conference on Robotics and Automation, Seoul, Korea, May 2001,
pp. 3256–3261, <a href="https://doi.org/10.1109/ROBOT.2001.933120" target="_blank">https://doi.org/10.1109/ROBOT.2001.933120</a>, 2001.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib24"><label>24</label><mixed-citation>
      
Richard, P. L., Gosselin, C. M., and Kong, X. W.: Kinematic analysis and
prototyping of a partially decoupled 4-Dof 3t1r parallel manipulator, J.
Mech. Des., 129, 611–616, <a href="https://doi.org/10.1115/1.2717611" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.2717611</a>, 2007.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib25"><label>25</label><mixed-citation>
      
Russo, M., Zhang, D., Liu, X. J.,  and Xie, Z. H.: A review of parallel kinematic
machine tools: design, modeling, and applications, Int. J. Mach. Tool Manu.,
196, 104118, <a href="https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2024.104118" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.ijmachtools.2024.104118</a>, 2024.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib26"><label>26</label><mixed-citation>
      
Shen, H. P., Chablat, D., Zeng, B. X., Li, J., Wu, G. L.,  and Yang, T. L.: A
translational three-degrees-of-freedom parallel mechanism with partial
motion decoupling and analytic direct kinematics, J. Mech. Robot., 12,
021112, <a href="https://doi.org/10.1115/1.4045972" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.4045972</a>, 2020.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib27"><label>27</label><mixed-citation>
      
Simas, H., Gregorio, R. D., and Simoni, R.: Tetraflex: design and kinematic
analysis of a novel self-aligning family of 3t1r parallel manipulators, J.
Field. Robot., 39, 617–630, <a href="https://doi.org/10.1002/rob.22067" target="_blank">https://doi.org/10.1002/rob.22067</a>, 2022.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib28"><label>28</label><mixed-citation>
      
Sun, T. and  Huo, X. M.: Type synthesis of 1T2R parallel mechanisms with
parasitic motions, J. Mech. Mach. Theory., 128, 412–428,
<a href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.05.014" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2018.05.014</a>, 2018.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib29"><label>29</label><mixed-citation>
      
Sun, T., Ye, W., Yang, C., and Huang, F.: Dynamic modeling and performance analysis of the 2PRU-PUU parallel mechanism, Mech. Sci., 15, 249–256, <a href="https://doi.org/10.5194/ms-15-249-2024" target="_blank">https://doi.org/10.5194/ms-15-249-2024</a>, 2024.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib30"><label>30</label><mixed-citation>
      
Taghirad, H. D.: Parallel robots: mechanics and control, CRC Pres: New York,
USA, pp. 232–260, <a href="https://doi.org/10.1201/9781003590408" target="_blank">https://doi.org/10.1201/9781003590408</a>, 2013.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib31"><label>31</label><mixed-citation>
      
Tang, H. Y., Zhang, D., and Tian, C. X.: An approach for modeling and
performance analysis of three-leg landing gear mechanisms based on the
virtual equivalent parallel mechanism, J. Mech. Mach. Theory., 169, 104617,
<a href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2021.104617" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2021.104617</a>, 2022.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib32"><label>32</label><mixed-citation>
      
Tian, W. J., Shen, Z. Q., Lv, D. P., and Yin, F. W.: A systematic approach for
accuracy design of lower-mobility parallel mechanism, J. Robotica., 38,
1–16, <a href="https://doi.org/10.1017/S0263574720000028" target="_blank">https://doi.org/10.1017/S0263574720000028</a>, 2020.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib33"><label>33</label><mixed-citation>
      
Tsai, L. and Joshi, S.: Kinematics and optimization of a spatial 3-UPU parallel
manipulator, J. Mech. Des., 122, 439–446,
<a href="https://doi.org/10.1115/1.1311612" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.1311612</a>, 2000.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib34"><label>34</label><mixed-citation>
      
Wang, G. X.: Elastodynamics modeling of 4-SPS/CU parallel mechanism with
flexible moving platform based on absolute nodal coordinate formulation, J.
Proc. Inst. Mech. Eng. Part C-J. Eng. Mech. Eng. Sci., 232, 3843–3858,
<a href="https://doi.org/10.1177/0954406217744814" target="_blank">https://doi.org/10.1177/0954406217744814</a>, 2018.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib35"><label>35</label><mixed-citation>
      
Xie, F. G. and  Liu, X. J.: Design and development of a high-speed and
high-rotation robot with four identical arms and a single platform, J. Mech.
Robot., 7, 041015, <a href="https://doi.org/10.1115/1.4029440" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.4029440</a>, 2015.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib36"><label>36</label><mixed-citation>
      
Xu, L., Chen, Q, He, L., and Li Q.: Kinematic analysis and design of a novel
3T1R 2-(PRR)2RH hybrid manipulator, J. Mech. Mach. Theory., 112, 105–22,
<a href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.01.009" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2017.01.009</a>, 2017.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib37"><label>37</label><mixed-citation>
      
Yang, Y., Peng, Y., Pu, H. Y., Chen, H. J., Ding, X. L., Chirikjian, G. S., and
Lyu, S. N.: Deployable parallel lower-mobility manipulators with
scissor-like elements, J. Mech. Mach. Theory., 135, 226–250,
<a href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.01.013" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2019.01.013</a>, 2018.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib38"><label>38</label><mixed-citation>
      
Ye, W., Chai, X. X., and Zhang, K. T.: Kinematic modeling and optimization
of a new reconfigurable parallel mechanism, J. Mech. Mach. Theory., 149,
103850, <a href="https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2020.103850" target="_blank">https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2020.103850</a>, 2020.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib39"><label>39</label><mixed-citation>
      
Ye, W., He, L. Y., and Li, Q. C.: A new family of symmetrical 2T2R parallel
mechanisms without parasitic motion, J. Mech. Robot., 10, 011006,
<a href="https://doi.org/10.1115/1.4038527" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.4038527</a>, 2017.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib40"><label>40</label><mixed-citation>
      
Ye, W. and  Li, Q. C.: Type synthesis of lower mobility parallel mechanisms: A
review, Chin. J. Mech. Eng., 32, 1–11,
<a href="https://doi.org/10.1186/s10033-019-0350-x" target="_blank">https://doi.org/10.1186/s10033-019-0350-x</a>, 2019.


    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib41"><label>41</label><mixed-citation>
      
Yuan X. M., Wang W. Q., Pang H. D., and Zhang L. J.: Analysis of vibration
characteris-tics of electro-hydraulic driven 3-UPS/S parallel stabilization
platform, Chin. J. Mech. Eng., 37, 96,
<a href="https://doi.org/10.1186/s10033-024-01074-w" target="_blank">https://doi.org/10.1186/s10033-024-01074-w</a>, 2024.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib42"><label>42</label><mixed-citation>
      
Zarkandi, S.: Kinematics, workspace and optimal design of a novel 4RSS +
PS parallel manipulator, J. Braz. Soc. Mech. Sci., 41, 1–17,
<a href="https://doi.org/10.1007/s40430-019-1981-7" target="_blank">https://doi.org/10.1007/s40430-019-1981-7</a>, 2019.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib43"><label>43</label><mixed-citation>
      
Zeng, Q., Fang, Y. F., and Ehmann, K. F.: Design of a novel 4-Dof
kinematotropic hybrid parallel manipulator, J. Mech. Des., 133, 121006,
<a href="https://doi.org/10.1115/1.4005233" target="_blank">https://doi.org/10.1115/1.4005233</a>, 2011.

    </mixed-citation></ref-html>
<ref-html id="bib1.bib44"><label>44</label><mixed-citation>
      
Zhang, Q. Q., Xu, Y., Dong, F., and Wang, Y.: Kinematic performance analyses of
a symmetrical 4-Uru parallel mechanism, Proceedings of the 2019
International Conference on Robotics, Intelligent Control and Artificial
Intelligence, Shanghai, China, September 2019, pp. 172–77,
<a href="https://doi.org/10.1145/3366194.3366224" target="_blank">https://doi.org/10.1145/3366194.3366224</a>, 2019.

    </mixed-citation></ref-html>--></article>
