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

स्टेट-स्पेस विश्लेषण में स्थिरता के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
1. सिस्टम मैट्रिक्स A के आइगेनमान अभिलाक्षणिक मूल परिभाषित करते हैं जो सिस्टम की स्थिरता निर्धारित करते हैं।
2. सिस्टम तभी और केवल तभी उपगामी रूप से स्थिर (asymptotically stable) है जब A के सभी आइगेनमानों के वास्तविक भाग पूर्णतः ऋणात्मक हों (बायाँ अर्ध-प्लेन)।
3. धनात्मक वास्तविक भाग वाला कम से कम एक आइगेनमान (दायाँ अर्ध-प्लेन) होने का अर्थ है कि सिस्टम अस्थिर है।
4. स्थिरता सिस्टम का स्वयं का गुण है और आंतरिक पैरामीटर तथा A मैट्रिक्स द्वारा निर्धारित होती है।
उपरोक्त में से कौन-सा/से कथन सही है/हैं?

उत्तर और चरणबद्ध हल
सही उत्तर: D. उपरोक्त सभी
संक्षिप्त व्याख्या

सतत-समय LTI मॉडल की स्थिरता A के आइगेनमानों से जुड़ी है: सभी के वास्तविक भाग पूर्णतः ऋणात्मक हों तो उपगामी स्थिरता; दाएँ अर्ध-प्लेन में एक भी आइगेनमान हो तो अस्थिरता। स्थिरता A द्वारा निर्धारित आंतरिक गुण है। मुख्य संबंध: ẋ=Ax+Bu।

परीक्षा फोकस: A के आइगेनमान = अभिलाक्षणिक मूल।

विस्तृत हल (मूल भाषा में)

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.

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