This question was asked inGPSC Deputy Executive Engineer (Electrical) Class-2 Master Paper 2026Question 124 of 195 published · Gujarat Public Service CommissionOpen paper
Q124ModerateState-Space Analysis

સ્ટેટ-સ્પેસ વિશ્લેષણમાં સ્થિરતા સંબંધિત નીચેના વિધાનો ધ્યાનમાં લો:
1. સિસ્ટમ મેટ્રિક્સ A ના આઇગેનમૂલ્યો લાક્ષણિક મૂળ વ્યાખ્યાયિત કરે છે જે સિસ્ટમની સ્થિરતા નક્કી કરે છે.
2. સિસ્ટમ ત્યારે અને ફક્ત ત્યારે જ ઉપગામી રીતે સ્થિર (asymptotically stable) છે જ્યારે A ના બધાં આઇગેનમૂલ્યોના વાસ્તવિક ભાગ સંપૂર્ણ ઋણ હોય (ડાબું અર્ધ-પ્લેન).
3. ધન વાસ્તવિક ભાગ ધરાવતું ઓછામાં ઓછું એક આઇગેનમૂલ્ય (જમણું અર્ધ-પ્લેન) હોય તો સિસ્ટમ અસ્થિર છે.
4. સ્થિરતા સિસ્ટમનો પોતાનો ગુણધર્મ છે અને આંતરિક પરિમાણો તથા A મેટ્રિક્સ દ્વારા નક્કી થાય છે.
ઉપરોક્તમાંથી કયું/કયા વિધાન સાચું/સાચા છે?

જવાબ અને પગલાવાર ઉકેલ
સાચો જવાબ: D. ઉપરોક્ત તમામ
ટૂંકી સમજૂતી

સતત-સમય LTI મોડેલની સ્થિરતા A ના આઇગેનમૂલ્યો સાથે જોડાયેલી છે: બધાંના વાસ્તવિક ભાગ સંપૂર્ણ ઋણ હોય તો ઉપગામી સ્થિરતા; જમણા અર્ધ-પ્લેનમાં એક પણ આઇગેનમૂલ્ય હોય તો અસ્થિરતા. સ્થિરતા A દ્વારા નક્કી થતો આંતરિક ગુણધર્મ છે. મુખ્ય સંબંધ: ẋ=Ax+Bu.

પરીક્ષા મુદ્દો: A ના આઇગેનમૂલ્યો = લાક્ષણિક મૂળ.

વિગતવાર ઉકેલ (મૂળ ભાષામાં)

Statement-wise Verification

  • Statement 1 - Correct.
    Eigenvalues of the system matrix A define the characteristic roots that determine the system's stability.
    Eigenvalues of A are the state-model characteristic roots.
  • Statement 2 - Correct.
    A system is asymptotically stable if and only if, all eigenvalues of the system matrix A have strictly negative real parts (located in the Left-Half Plane).
    Stability of a continuous-time LTI model is tied to eigenvalues of A: strictly negative real parts imply asymptotic stability.
  • Statement 3 - Correct.
    The presence of at least one eigenvalue with a positive real part (located in the Right-Half Plane) implies that the system is unstable.
    Stability of a continuous-time LTI model is tied to eigenvalues of A: strictly negative real parts imply asymptotic stability.
  • Statement 4 - Correct.
    Stability is a property of the system itself and is determined by the internal system parameters and the A matrix.
    A state-space model represents internal dynamics using a minimal set of state variables.

Core Concept

A state-space model represents internal dynamics using a minimal set of state variables. It naturally handles MIMO systems and incorporates initial conditions. Stability of a continuous-time LTI model is tied to eigenvalues of A: strictly negative real parts imply asymptotic stability. Output generally depends on both state and direct input through y=Cx+Du.

Formula / Key Relationship

ẋ=Ax+Bu; y=Cx+Du.

Why the Other Options Are Wrong

Option A is incorrect because it omits correct statement(s) 4. Option B is incorrect because it omits correct statement(s) 2, 4. Option C is incorrect because it omits correct statement(s) 1.

Exam Shortcut / Approach

Eigenvalues of A are the state-model characteristic roots.

Common Mistake

Output is not generally independent of state variables.

Quick Revision

Eigenvalue Criterion for Stability is linked with Stability, State-Space Analysis and Control Systems. Eigenvalues of A are the state-model characteristic roots.

Verified · SRO editorial desk Report
Try it before reading the solution — tap an option.0/1✓ 0✗ 0

More State-Space Analysis questions