This question was asked inGPSC Deputy Executive Engineer (Electrical) Class-2 Master Paper 2026Question 129 of 195 published · Gujarat Public Service CommissionOpen paper
Q129ModerateState-Space Analysis

एक सिस्टम को दो अवस्था चरों (state variables) और स्थिर आइगेनमानों के साथ स्टेट-स्पेस रूप में दर्शाया गया है, तब
1. सिस्टम की कोटि दो है।
2. आइगेनमान बाएँ अर्ध-प्लेन में हैं इसलिए सिस्टम स्थिर है।
3. अवस्था चर सिस्टम गतिकी का पूर्ण वर्णन करते हैं।
4. आउटपुट केवल इनपुट पर निर्भर करता है, अवस्था चरों पर नहीं।
उपरोक्त में से कौन-सा/से कथन सही है/हैं?

उत्तर और चरणबद्ध हल
सही उत्तर: C. केवल 1, 2 और 3
संक्षिप्त व्याख्या

स्टेट-स्पेस मॉडल न्यूनतम अवस्था चरों से आंतरिक गतिकी दर्शाता है। आउटपुट सामान्यतः अवस्था और इनपुट दोनों पर निर्भर करता है: y=Cx+Du। मुख्य संबंध: ẋ=Ax+Bu; y=Cx+Du।

परीक्षा फोकस: A के आइगेनमान ही अभिलाक्षणिक मूल हैं। सामान्य गलती: आउटपुट सामान्यतः अवस्था चरों से स्वतंत्र नहीं होता।

विस्तृत हल (मूल भाषा में)

Statement-wise Verification

  • Statement 1 - Correct.
    The system order is two.
    Ẋ=Ax+Bu; y=Cx+Du.
  • Statement 2 - Correct.
    The system is stable since eigenvalues lie in left half-plane.
    Eigenvalues of A are the state-model characteristic roots.
  • Statement 3 - Correct.
    State variables completely describe system dynamics.
    A state-space model represents internal dynamics using a minimal set of state variables.
  • Statement 4 - Incorrect.
    Output depends only on input and not on state variables.
    State-space output is generally y=Cx+Du and therefore depends on states

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) 1. Option B is incorrect because it omits correct statement(s) 2. Option D is incorrect because it includes incorrect statement(s) 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

System Order Eigenvalues and Output Equation is linked with State Variables, State-Space Analysis and Control Systems. Eigenvalues of A are the state-model characteristic roots.

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