Determination of the set of Metzler matrices for given stable polynomials

The problem of determination of the set of Metzler matrices for given stable polynomials is formulated and partly solved. For stable polynomial of the second degree there exists a set of Metzler matrices if and only if the polynomial has only real negatives zeros. If the stable polynomial has only real negative zeros then the set of corresponding Metzler matrices is given by the set of lower or upper triangular matrices with diagonal entries equal to the negative real zeros and any nonnegative off-diagonal entries. Sufficient condition are establish for the existence of the set of Metzler matrices for stable polynomials with a real negative zeros and the complex conjugate zeros).

W artykule sformułowani i częściowo rozwiązano problem wyznaczania zbioru macierzy Metzlera dla danych stabilnych wielomianów. Wykazano, ze dla stabilnych wielomianów stopnia drugiego istnieje zbiór macierzy Metzlera wtedy i tylko wtedy, gdy wielomian ten ma tylko ujemne pierwiastki rzeczywiste. Jeżeli stabilny wielomian dowolnego stopnia ma tylko pierwiastki rzeczywiste, to odpowiadający jemu zbiór macierzy Metzlera jest dany zbiorem macierzy dolno lub górno-trójkątnych z elementami na głównej przekątnej równych ujemnym zerom tego wielomianu oraz nieujemnymi elementami poza główną przekątną. Warunkiem koniecznym na to, aby dla danego stabilnego wielomianu istniał zbiór macierzy Metzlera jest posiadanie przez ten wielomian co najmniej dwóch zer przeczystych. Podano warunki dostateczne na istnienie zbioru macierzy Metzlera dla danych stabilnych wielomianów z ujemnymi zerami rzeczywistymi i zespolonymi parami sprzężonymi.