This question was asked inGPSC Deputy Executive Engineer (Electrical) Class-2 Master Paper 2026Question 122 of 195 published · Gujarat Public Service CommissionOpen paper
Q122ModerateState-Space Analysis

अवस्था चर विश्लेषण (State Variable Analysis) के संबंध में निम्नलिखित कथनों पर विचार कीजिए:
1. अवस्था चर सिस्टम गतिकी को पूर्णतः परिभाषित करते हैं।
2. स्टेट-स्पेस मॉडल MIMO सिस्टम को दर्शा सकता है।
3. स्टेट मॉडल से ट्रांसफर फंक्शन हमेशा अद्वितीय रूप से प्राप्त किया जा सकता है।
4. स्टेट मॉडल में प्रारंभिक स्थितियाँ शामिल होती हैं।
उपरोक्त में से कौन-सा/से कथन सही है/हैं?

उत्तर और चरणबद्ध हल
सही उत्तर: D. केवल 1, 2 और 4
संक्षिप्त व्याख्या

स्टेट-स्पेस मॉडल न्यूनतम अवस्था चरों से आंतरिक गतिकी दर्शाता है, स्वाभाविक रूप से MIMO सिस्टम संभालता है और प्रारंभिक स्थितियाँ शामिल करता है। मुख्य संबंध: ẋ=Ax+Bu; y=Cx+Du।

परीक्षा फोकस: A के आइगेनमान अभिलाक्षणिक मूल हैं।

विस्तृत हल (मूल भाषा में)

Statement-wise Verification

  • Statement 1 - Correct.
    State variables define system dynamics completely.
    A state-space model represents internal dynamics using a minimal set of state variables.
  • Statement 2 - Correct.
    State-space model can represent MIMO systems.
    A state-space model represents internal dynamics using a minimal set of state variables.
  • Statement 3 - Incorrect.
    Transfer function can always be uniquely obtained from state model.
    A transfer function is an input-output description; different state realizations can represent the same transfer function, and internal-state information is not unique from the transfer function
  • Statement 4 - Correct.
    State model includes initial conditions.
    Eigenvalues of A are the state-model characteristic roots.

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 includes incorrect statement(s) 3. Option B is incorrect because it includes incorrect statement(s) 3 and omits correct statement(s) 2, 4. Option C is incorrect because it includes incorrect statement(s) 3 and omits correct statement(s) 1, 4.

Exam Shortcut / Approach

Eigenvalues of A are the state-model characteristic roots.

Common Mistake

Output is not generally independent of state variables.

Quick Revision

State Model MIMO and Initial Conditions is linked with State Variables, State-Space Analysis and Control Systems. Eigenvalues of A are the state-model characteristic roots.

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