I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   1 6 ,   No .   2 A p r il   20 2 6 ,   p p .   729 ~ 738   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 1 6 i 2 . pp 7 2 9 - 7 3 8           729       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Fraction a l - o rder   cha o s mo deliza tion a nd  slidin g  mo d e   co ntrol   in a bio lo g ica l enz y me sy stem       Sa k ina   B enra ba h 1 ,   B a chir  B o uro ub a 2 ,   Sa m ir  L a da ci 3   1 D e p a r t me n t   o f   M a t h e m a t i c s ,   U n i v e r s i t y   o f   M e n t o u r i   B r o t h e r s   o f   C o n s t a n t i n e   1 ,   C o n st a n t i n e ,   A l g e r i a   2 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   S e t i f 1   U n i v e r si t y   C a m p u s   E l   B e z ,   S e t i f ,   A l g e r i a   3 D e p a r t me n t   o f   A u t o m a t i c   C o n t r o l   E n g i n e e r i n g ,   E c o l e   N a t i o n a l e   P o l y t e c h n i q u e ,   A l g i e r s,   A l g e r i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct   31 2 0 2 5   R ev is ed   Dec   22 2 0 2 5   Acc ep ted   J an   16 2 0 2 6       Th is p a p e p ro p o se s two   m a in   c o n tri b u ti o n s t o   fra c ti o n a l - o rd e m o d e li n g   a n d   c o n tro o f   b i o l o g ica sy ste m t h a m a y   e x h i b it   c h a o ti c   b e h a v i o r .   F irst,   a   fra c ti o n a l - o r d e c h a o ti c   m o d e is   d e sig n e d   t o   re p re se n a   b i o lo g ic a e n z y m e   u sin g   b if u rc a ti o n   d iag ra m a n d   fra c ti o n a o rd e rs  t u n i n g   in sp ir e d   b y   th e   a v a il a b le  in teg e o rd e m o d e l.   T h is  n e a p p r o a c h   imp r o v e t h e   b io l o g ica l   m o d e b y   in tro d u c in g   p h y sic a p r o p e rti e sp e c ifi c   to   fra c ti o n a o rd e sy ste m su c h   a th e   m e m o ry   e ffe c t,   fra c t a p ro p e rti e s,  ti ss u e   h e tero g e n e it y   a n d   n o n - lo c a b e h a v i o r.   F u rt h e rm o re ,   th is   m a k e th e   u se   o a   m o re   e ffe c ti v e ,   ro b u st   a n d   p o we rfu l   fra c ti o n a l - o r d e c o n tro l   e a sie a n d   m o re   n a tu ra l.   T h e   se c o n d   m a in   c o n tr ib u ti o n   is  t o   p ro p o se   a   fra c ti o n a l - o r d e sli d i n g   m o d e   su rfa c e   in   o rd e to   d e ri v e   a   sli d in g   m o d e   c o n t ro l   ( SMC )   c o n tr o ll e th a t   is  a b le  t o   sta b il ize   th is  fra c ti o n a l - o rd e r   b io l o g ica sy ste m   a sy m p to ti c a ll y .   We   su c c e ss fu ll y   p e rfo rm e d   th e   sta b i li ty   a n a l y sis  u si n g   th e   L y a p u n o v   th e o ry .   Nu m e rica sim u latio n u si n g   M ATLAB   a re   g iv e n   t o   d e m o n stra te  th e   e fficie n c y   o f   t h e   p ro p o se d   fr a c ti o n a l - o r d e c o n tro ll e wit h   a   d ra stic   imp ro v e m e n in   c o n v e rg e n c e   t ime   c o m p a ra ti v e ly   t o   t h e   i n te g e r - o rd e r   c o u n ter p a rt.   K ey w o r d s :   B io lo g ical  en zy m e   C h ao s   Fra ctio n al - o r d e r   m o d elin g   Fra ctio n al - o r d e r   s lid in g   m o d co n tr o l   L y ap u n o v   th e o r em   Stab ilizatio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sam ir   L ad ac i   Dep ar tm en t o f   Au to m atic  C o n tr o l E n g in ee r in g ,   E co le  Natio n ale  Po ly tech n iq u e   E l H ar r ac h ,   1 6 2 0 0 ,   Alg ier s ,   A lg er ia   E m ail:  s am ir . lad ac i@ g . en p . ed u . d z       1.   I NT RO D UCT I O N   T h s tu d y   o f   ch a o s   in   b io lo g i ca s y s tem s   h a s   attr ac ted   an d   f ascin ated   m an y   r esear ch er s   i n   th p ast.   Sev er al  p u b licatio n s   d escr ib e   co m p le x   p h en o m en t h at  ar e   alm o s u n p r ed ictab le   o r   r an d o m ,   b u wh ich   ar e   g o v er n ed   b y   h ig h ly   d eter m i n is tic  m ath em atica m o d els  [ 1 ] [ 3 ] .   O n o f   th ei r   m o s d is tin ctiv p r o p er ties   is   th eir   d ep en d e n cy   o n   in itial  co n d itio n s ,   th ch an g o f   wh ich   lead s   to   v er y   d if f er e n b eh av i o r .   T h is   s tem s   f r o m   an   in escap ab le  f ac t:  b io l o g ica s y s tem s   ar g o v e r n ed   b y   h i g h ly   n o n lin ea r   p atter n s   b etwe en   th eir   v ar iab les.  T h ese  b eh av io r s   h a v b ee n   o b s er v ed   in   m an y   b io lo g ical  s y s tem s   lik p o p u latio n   d y n am ic s   [ 4 ] ,   b r ain   ac tiv ity   [ 5 ] ,   h ea r r h y th m s   [ 6 ] ,   an d   d e v elo p m en o f   ce r tain   o r g an is m s   [ 7 ] .   T h is   g r o win g   r esear ch   f ield   h as  im p o r tan t   ap p licatio n s   in   m ed ical  s cien ce s   f o r   ex am p le  d ea with   ev o lu tio n ar y   d is ea s p r o ce s s es  [ 8 ]   o r   to   d etec an d   p r ed ict  s ick ly   ch a o tic  b e h av io r   lik e   ep ilep tic  s eizu r es   an d   ca r d iac  ar r h y th m ias  [ 9 ] .   T h is   is   wh y   m u ch   wo r k   in   th liter atu r h as f o c u s ed   o n   th d etec tio n   a n d   m o d elin g   o f   b io lo g ical  s y s tem s   with   ch ao tic  b eh av io r   [ 1 0 ] .   T h an aly s is   o f   b i o lo g ical  s y s tem s   s u ch   as  ce ll  is   u s u ally   ac h iev ed   b y   m ea s u r i n g   t h b io lo g ical   b eh av io r   an d   p r o p er ties   o f   th eir   elem en ts   s u ch   as  p r o tein s .   On ca n   u s th e   v elo city   o f   d is p lace m en an d   g eo m etr y   to   o b s er v t h is   b eh a v io r .   On e   p o s s ib ilit y   is   to   u s e   ch ao s   th eo r y   t o   ca lcu late  th e s m o d if icatio n s   o r   ca n ce r   d ev el o p m en [ 1 1 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   2 Ap r il   20 2 6 :   7 2 9 - 738   730   An o th er   im p o r tan asp ec o f   t h is   r esear ch   is   th co n t r o an d   s y n ch r o n izatio n   o f   c h ao tic  b io lo g ical   s y s tem s   u s in g   v ar io u s   s tr ateg i es  lik B ac k s tep p in g   co n t r o [ 1 2 ] [ 1 4 ] .   T h is   h as  v er y   in ter esti n g   ap p licatio n s   s u ch   as  th u n d er s tan d in g   an d   d iag n o s is   o f   s ev er al  co m p l ex   p h e n o m en a   an d   t h eir   tr ea t m en t,  f o r   ex am p le,   ep ilep s y   [ 1 5 ] .   No wad ay s ,   th u s o f   f r ac tio n al   o r d er   s y s tem s   h as  in v ad ed   s ev er al   s ec to r s   o f   s cien tific   r esear ch ,   n o tab ly   f o r   th eir   in tr in s ic  p r o p e r ties   wh ich   ar e   v er y   p r o f itab le  f o r   th m o d elin g   o f   s ev er al   p h y s ical  o r   b io l o g ical  p h e n o m e n an d   th eir   ad v a n tag eo u s   p r o p e r ties   f o r   th e   tr ea tm en t,  c o n tr o a n d   r o b u s tn ess   to war d s   ch an g es in   ce r tain   p ar am eter s   [ 1 6 ] [ 1 9 ] .   On o f   th co n tr o m eth o d s   th at  o b tain ed   wid esp r ea d   s u p p o r am o n g   au to m atio n   en g in ee r s   is   s lid in g   m o d c o n tr o l   ( SMC ) ,   d u to   i ts   r o b u s tn ess   an d   ea s o f   im p lem en tatio n   [ 2 0 ] [ 2 1 ] .   Fu r th e r m o r e,   its   s tab ilit y   an aly s is   is   s tr aig h tf o r war d ,   e n s u r in g   th at  th clo s ed - lo o p   s y s tem   co n v er g es  q u ic k ly   to   th d esire d   r ef er en ce   d esp ite  d is tu r b an ce s   an d   u n c er tain ties .   T h s p ec ialized   liter atu r p r o p o s es  s ev er al  v ar i atio n s   th at  im p r o v e   co n tr o l p e r f o r m an ce   a n d   s ig n a l q u ality   b y   r ed u ci n g   ch atter .   Am o n g   th ese  tech n iq u es,  we  ca n   m en tio n ad a p tiv n e u r o - f u zz y   in f er e n ce   s y s tem - b ased   SMC   [ 2 2 ] o p tim ized   b ac k s tep p in g   f u zz y   SMC   [ 2 3 ] [ 2 4 ] a d ap tiv f u zz y   SMC   [ 2 5 ] [ 2 6 ] f u zz y   SMC   [ 2 7 ] s u p er   twis tin g   SM C   [ 2 8 ] ad ap tiv f u zz y   s u p er - twis tin g   SMC   [ 2 9 ] ,   r o b u s f r ac tio n al  o r d er   c o n tr o ller   [ 3 0 ] ,   ter m in al   f r ac tio n al - o r d er   SMC   ( FOSM C )   [ 3 1 ] a d a p tiv p ar ticle   s war m   o p tim izatio n   ( PSO )   b ased   g ain   o p tim izatio n   o f   s lid in g   m o d c o n tr o [ 3 2 ] an d   r o b u s t PSO tu n ed   FOSMC   [ 3 3 ] .   I n   th is   wo r k ,   we  will  p r o p o s f r ac tio n al - o r d e r   m ath em a tical  m o d el  to   m o d el  th b eh av io r   o f   g iv en   en z y m b y   d em o n s tr atin g   th at  th is   m o d el  ex h ib its   ch a o tic  b eh av io r   f o r   ce r tain   v alu e s   o f   its   p ar am eter s .   W wil th en   p r o p o s s lid in g - m o d co n tr o law  to   s y n ch r o n ize  an d   co n tr o th is   s y s tem ,   d em o n s tr atin g   its   co n v er g en ce   an d   s tab ilit y   u s in g   L y ap u n o v ' s   th eo r em   ex ten d e d   to   f r ac tio n al - o r d er   s y s tem s .   T h co n ten t   o f   th is   ar ticle  will  b d ev el o p ed   as:  Sectio n   2   in clu d es  s o m b asic  co n ce p ts   o f   f r ac tio n al   ca lcu lu s .   Sectio n   3   is   d ed icate d   to   th f r ac tio n al - o r d er   m o d el in g   o f   th e   b io lo g ical  en zy m s y s tem   with   ch ao tic  b eh av io r .   Sectio n   4   d ef i n es  th p r o p o s ed   f r ac tio n al - o r d er   SMC   co n tr o ller   to   s tab ilize  t h e   b io lo g ical  ch a o tic  s y s tem   b ased   o n   t h s em i - f r ac tio n al - o r d e r   m o d el.   Simu latio n   r esu lts   ar p r esen ted   an d   d is cu s s ed   in   s ec tio n   5   to   v alid ate  th p r o p o s ed   co n tr o ller .   Fin ally ,   co n cl u d in g   co m m en ts   ar g iv en   in   s ec tio n   6 .       2.   E L E M E N T S O F   F RAC T I O NAL CA L CU L US    E x p er im en tal  an al y s is   o f   s ev er al  n atu r al  p h en o m e n h as  s h o wn   th ex is ten ce   o f   n atu r al  f r ac tio n al - o r d er   p atter n s .   T h is   f ac h as   b ee n   co n f ir m e d   f o r   d ielec tr ic  p o lar izatio n   im p ed an ce ,   tr a n s m is s io n   lin es,  ca r d iac   r h y th m ,   i n ter f ac es,  s p ec tr al  d en s ity   o f   p h y s ical  wav [ 2 0 ] .   T h ese  s y s tem s   ca n   b r ep r esen ted   b y   d i f f er en tial   eq u atio n s   o f   n o n - in teg e r   o r d e r .   Fra ctio n al  in teg r als  an d   d er iv ativ es  h av b ee n   o f   g r ea in ter est  in   th p ast  to   illu s tr io u s   m ath em atician s   wh o   h av le f u s   v ar io u s   d ef in itio n s   f o r   th ese  o p er ato r s ,   t h m o s p o p u lar   o f   w h ich   ar th o s o f   R iem an n - L io u v ille,  C ap u to   an d   Gr ü n wald - L etn i k o v   [ 2 1 ]     2 . 1 .     B a s ic  co ncept s     T h R iem an n - L io u v ille’ s   d ef i n itio n   o f   f r ac tio n al  o r d e r   in te g r al  ( R L )   o f   o r d e r   > 0   f o r   f u n c tio n   ( )   is ,      0 ( ) =   1 Γ ( ) ( ) 1 ( )  0   ( 1 )     wh ile  th R L   f r ac tio n al - o r d er   d er iv ativ o f   o r d er   > 0   is   ex p r ess ed   as   ( 2 ) ,      0 ( ) =   ( )   ( 2 )     h er Γ ( . )   r ep r esen ts   th E u ler s   g a m m f u n ctio n ,   with   ( n   −1   < η   < n ,   n     N) .   T h C ap u to s   f r ac tio n al - o r d er   ( C )   d er iv ativ o f   o r d er   > 0   is   g iv en   b y   ( 3 ) ,     0 ( ) =   1 Γ ( ) ( ) 1 ( ) ( )  0   ( 3 )     wh er μ   is   r ea l n u m b e r   s u ch   th at:  n   − 1   < η  < n .   Gr ü n wald - L etn ik o v   ( GL )   d ef i n itio n   is   as   ( 4 ) :      0 ( ) =   l im 0 ( ) ( ) = 0   ( 4 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         F r a ctio n a l - o r d er c h a o s   mo d e liz a tio n   a n d   s lid in g   mo d c o n t r o l   in   a   b io lo g ica l   ... ( S a ki n a   B en r a b a h )   731   wh er   is   th s am p lin g   tim e,   an d   th c o ef f icien ts   ( )   ar co m p u ted   as   ( 5 ) :     ( ) = ( 1 ) Γ ( + 1 ) Γ ( + 1 ) Γ ( + 1 ) , j = 0 ,   1 ,   . . . k   ( 5 )     On ca n   r em ar k   th at   th is   las d ef in itio n   s er v es  also   as  n u m er ical  ap p r o x im atio n   f o r   t h f r ac tio n al  o r d er   d if f er en tiatio n   b y   f ix in g   t h d i s cr ete  tim = .       3.   P RO P O SE F RAC T I O NA L - O RDER  B I O L O G I CA L   M O DE L     I n   th is   p ap er ,   a   n ew  f r ac tio n al - o r d er   b io l o g ical  m o d el,   b ase d   o n   th e   in teg e r   m o d el  p r o p o s ed   in   [ 2 2 ]   wh ich   co n s is ts   o f   en z y m s u b s tr ate  r ea ctio n   in   b o th   au to n o m o u s   an d   n o n - au t o n o m o u s   ca s e.   T h is   s y s tem   h as  b ee n   ex ten s iv ely   a n aly ze d   in   [ 1 1 ] .   T h ac tiv ated   e n zy m e   m o lecu les  wer o r ig in ally   e x p r ess ed   u s in g   th e   f o llo win g   s ec o n d   o r d er   m o d el,     { x ̇ = y ̇ = ( 1 x 2 + α x 4 β x 6 ) y x + E   c os ( t ) )   ( 6 )     wh er th v ar iab le    is   th s y s tem s   s tate  co r r esp o n d in g   t o   th en zy m c o n ce n tr atio n ,   µ   is   an   in d ex   o f   n o n lin ea r ity .     is   m ea s u r o f   th ex ter n al  ex citatio n   am p litu d e,   an d     is   th elec tr o m ag n etic  ex citatio n   f r eq u e n cy .     an d     ar two   p o s itiv p ar am eter s .   T h is   m o d el  ex h ib its   ch ao tic  b eh av io r   f o r   th f o llo win g   p ar am eter s   v alu es:   = 2 . 55 ;   = 1 . 7 ;   = 3 . 465 ;   = 2 . 001 ;   = 8 . 27.   T h e   p ar am eter s   µ   an d     wer e   d eter m in ed   b ased   o n   b if u r ca tio n   d iag r am s   [ 1 1 ] .     3 . 1 .     G l o ba l f ra c t io na l - o rder   m o del   I n   th is   s tu d y ,   we  in tr o d u ce   f r ac tio n al - o r d er   m at h em atica m o d el  to   r e p r esen th ch a o tic  b eh av io r   o f   th e   en zy m e .   Mo d elin g   t h e   b io lo g ical   s y s tem   u s in g   f r ac tio n al - o r d e r   d if f er en tial  e q u at io n s   allo ws  f o r   th in clu s io n   o f   v e r y   i n ter esti n g   p h y s ical  p r o p er ties   ( o f te n   n eg lecte d   in   in teg e r - o r d er   m o d els)  s u ch   as  th m em o r y   ef f ec t,   f r ac tal  p r o p e r t ies,  tis s u h eter o g en eity   a n d   n o n - lo ca l   b eh a v io r .   On o f   th m ain   m o tiv atio n s   f o r   th is   m eth o d   o f   d escr ib in g   r ea s y s tem s   is   th p o s s ib ilit y   o f   n atu r ally   in tr o d u cin g   f r ac t io n al - o r d er   co n tr o l   in to   m o d el  th at   is   alr ea d y   f r ac tio n al.   T h is   allo ws  u s   to   b e n ef it  f r o m   t h r o b u s t n ess   an d   im p r o v e d   p er f o r m an ce   p r o p er ties   o f   th e s m o d els.   I n s p ir ed   b y   th e   in t eg er   o r d er   m o d el  ( 4 )   th e   p r o p o s ed   r ep r esen tatio n   o f   th is   p h y s ical  p h en o m e n o n   is   g iv en   as,     { x q 1 = y 2 = ( 1 x 2 + α x 4 β x 6 ) y x + E   c os ( t ) )   ( 7 )     wh er q 1   an d   q 2   ar e   p o s itiv r e al  n u m b er s .   W ex p lo r ed   s ev er al  r e g io n s   f o r   th e   v alu atio n   o f   th e   d if f e r e n p ar am ete r s   o f   th m o d el  b y   f ix in g   th e   p ar am eter s   α ,   β,  γ   an d   μ   to   th e ir   in itial v alu es in   th in teg e r - o r d er   m o d el  ( 6 ) :     = 2 . 55 ;   = 1 . 7 ;   = 3 . 465 ;   = 2 . 001 .     T h u s ,   we  wer ab le  to   o b tain   c h ao s   f o r   t h f r ac tio n al  o r d er s   ( 1 2 ) = ( 0 . 9 8 ,   0 . 9 9 ) .   Fig u r 1   illu s tr ates  th c h ao tic  b eh av io r   o f   th f r ac tio n a l - o r d er   en zy m e   m o d el  f o r   th ex ter n al   ex citatio n   p a r am eter     v alu 8 . 2 7 .   F ig u r 1 ( a)   r e p r esen ts   th e   p h ase  p lan e   b e h av io r   an d   F ig u r 1 ( b )   g iv es   th tim s er ies  p lo o f   th e   b io l o g ical  s y s tem .   Fig u r 2   s h o ws  th s y s tem   r esp o n s e   f o r     eq u al  to   1 1 . 4 0 .     F ig u r 2 ( a )   r e p r esen ts   th p h a s p lan b eh a v io r   an d   s u b f ig u r 2 ( b )   g i v es  th tim s er ies  p l o o f   t h b io l o g ical  s y s tem .   Fig u r 3   p r esen ts   t h ch ao tic  r esp o n s o f   th f r ac tio n al - o r d er   e n zy m m o d el  f o r   th e x ter n al   ex citatio n   p ar am ete r     v alu 1 7 . 5 0 .   F ig u r e   3 ( a)   r ep r esen ts   th p h ase  p lan e   b eh a v io r   an d   F ig u r e   3 ( b )   illu s tr ates th tim s er ies p lo o f   th b i o lo g ical  s y s tem .       3 . 2 .     Se m i - f ra ct i o na l - o rder   m o del   T h ch ao tic  b eh a v io r   is   also   o b tain ed   f o r   t h f r ac tio n al  o r d e r   v alu es  ( 1 ,   2 ) = ( 1 ,   1 . 2 )   lead in g   to   th f r ac tio n al - o r d er   m o d el:     { x ̇ = y = ( 1 x 2 + α x 4 β x 6 ) y x + E   c os ( t ) )   ( 8 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   2 Ap r il   20 2 6 :   7 2 9 - 738   732   wh er th ex ter n al  ex citatio n   p ar am eter   E = 8 . 2 7 .   T h s y s t em   b eh av i o r   is   illu s tr ated   in   Fig u r 4   f o r   th e   f r ac tio n al  d er iv ativ o r d er s   ( 1 2 ) = ( 1 ,   1 . 2 ) Fig u r 4 ( a )   p r esen ts   th p h ase  p lan b eh av io r   an d   Fig u r 4 ( b )   th tim s er ies  p lo o f   th b i o lo g ical  s y s tem .   T h ese  d if f er en p o s s ib ilit ies  an d   ch ao tic  b eh av io r s   m a k it  p o s s ib le  to   r ep r esen v ar ied   s itu atio n s   an d   b eh a v io r s   o f   th b io lo g ical  en zy m an d   m a k it  p o s s ib le  to   s tu d y   n ew  s itu atio n s   th at  ca n   ar is in   th r ea lity   o f   th b io lo g ical  b o d y .             ( a)   ( b )     Fig u r 1 .   Fra ctio n al - o r d er   ch a o tic  b eh av io r   with   ( 1 2 ) = ( 0 . 9 8 ,   0 . 9 9 )   an d   th p ar am eter   E   8 :2 7   ( a)   p h ase  p la n b eh a v io r   a n d   ( b )   t im s er ies p lo t o f   t h b io lo g ical  s y s tem             ( a)   ( b )     Fig u r 2 .   Fra ctio n al - o r d er   ch a o tic  b eh av io r   with   ( 1 2 ) =( 0 . 9 8 ,   0 . 9 9 )   an d   t h p ar a m eter   E   1 1 . 4 0   ( a)   p h ase  p la n b eh a v io r   a n d   ( b )   t im s er ies p lo t o f   t h b io lo g ical  s y s tem             ( a)   ( b )     Fig u r 3 .   Fra ctio n al - o r d er   ch a o tic  b eh av io r   with   ( 1 2 ) =( 0 . 9 8 ,   0 . 9 9 )   an d   t h p ar a m eter   E   1 7 . 5 0   ( a)   p h ase  p la n b eh a v io r   a n d   ( b )   t im s er ies p lo t o f   t h b io lo g ical  s y s tem   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         F r a ctio n a l - o r d er c h a o s   mo d e liz a tio n   a n d   s lid in g   mo d c o n t r o l   in   a   b io lo g ica l   ... ( S a ki n a   B en r a b a h )   733         ( a)   ( b )     Fig u r 4 .   Fra ctio n al - o r d er   ch a o tic  b eh av io r   with   ( 1 2 ) =( 1 ,   1 . 2 )   an d   th p ar am eter   E   8 . 2 7   ( a)   p h ase  p la n b eh a v io r   a n d   ( b )   t im s er ies p lo t o f   t h b io lo g ical  s y s tem       4.   F RACTI O N AL - O RD E S M CO NT RO L   D E SI G N   I n   th m ed ical  f ield ,   th s tab ilizatio n   o f   s u ch   ch ao tic  p h e n o m en is   an   ab s o lu te  n ec ess ity ,   h en ce   th e   in ter est  in   th is   r esear ch .   T h r ea s o n   is   th at  g o o d   ch ao s   c o n tr o m a y   b e   u s ed   f o r   d iag n o s tic  as  well  as  in   m o d er n   th e r ap ies  f o r   m an y   co m p lex   d is ea s es.  On ca n   cite  th p r o b lem   in f o r m atio n   alter atio n   o f   th n eu r o n   with in   th b r ain   ar ea   [ 2 3 ] [ 2 4 ] .   T h is   m o tiv ates  th p r esen r esear ch   wo r k ,   wh ich   aim s   to   s tab ilize  th is   k in d   o f   ch ao tic  b eh av i o r   in   ty p o f   b io lo g ical  en zy m cr u cial  f o r   th liv in g   b o d y .   T h c o n tr o a ctio n   is   p er f o r m e d   u s in g   ap p r o p r iate  m o lecu les th at  ca n   b lo c k   o r   p r o m o te  en z y m f u n ctio n .   T h au g m e n ted   f r ac tio n al - o r d er   en zy m m o d el  ( 8 )   is   ex p r ess ed   as   ( 9 ) :     { x q 1 = y 2 = ( 1 x 2 + α x 4 β x 6 ) y x + E   c os ( t ) ) + u   ( 9 )     wh er q 1 =1   an d   q 2 =q   is   th f r ac tio n al  d er iv ativ o r d e r ,   an d   t h s y s tem   ca n   b r ew r itten   as   ( 1 0 ) :     { x ( 1 ) = y = ( 1 x 2 + α x 4 β x 6 ) y x + E   c os ( t ) ) + u   ( 1 0 )     Ou r   o b jectiv is   to   d esig n   th co n tr o ( )   s u ch   th at  th s ta tes    an d     ca n   co n v e r g to   th o r ig i n .   No w,   we  n ee d   to   d esig n   SMC   law  ( )   to   ac h iev th asy m p to tic  s tab ilit y   o f   th f r ac tio n al - o r d er   s y s tem   d y n am ics  ( 10 )   [ 2 5 ] .   L et  th f r ac tio n al - o r d er   s lid in g   s u r f ac e   ( )   b d ef in ed   as   ( 1 1 ) :     ( ) = ( ) + ( )   ( 1 1 )     wh er > 0 .   T h eq u iv ale n t sli d in g   m o d c o n tr o l is o b tain e d   b y   tak in g   th f r ac tio n al  o r d er   d er iv ativ o f   ( 1 0 )   as :     ( ) = + ( ) + ( ) = 0   ( 1 2 )     t h u s ,      ( ) + ( 1 x 2 + α x 4 β x 6 ) y x + E   c os ( t ) ) + u = 0   ( 1 3 )      ( ) = [ 1 2 + 4 6 ] + ( 1 ) c os (  )   ( 1 4 )     c h o o s in g   th e   f o llo win g   s witch   co n tr o l la w      = 1  ( )   ( 1 5 )     w o b tain ,     ( ) =  ( ) +  ( )   ( 1 6 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   2 Ap r il   20 2 6 :   7 2 9 - 738   734   an d ,     ( ) = [ 1 2 + 4 6 ] + ( 1 ) c os (  ) 1  ( )   ( 1 7 )     T h s lid in g   m o d m o tio n   o cc u r r en ce   is   p er m itted   b y   a n   ad eq u ate  co n tr o l la ( )   is   d esig n ed   i n   ( 17 ).   T h en ,   we  ca n   s tate  th f o llo wi n g   m ain   r esu lt:   T h eo r em:   C o n s id er   th f r ac tio n al  o r d er   b io lo g ical  ch a o tic  s y s tem   ( 9 ) .   T h en ,   t h s lid in g   m o d e   co n t r o law  ( 1 7 )   g u ar an ties   th e   co n v er g e   o f   t h en z y m s y s tem   tr ajec to r ies  to   th s lid in g   s u r f ac e   s ( t)   0   an d   th e   s tate  v ar iab les v an is h   asy m p t o tically .   P r o o f o f th th e o r em:   L et  u s   co n s id er   th f o llo win g   L y ap u n o v   ca n d id ate  f u n ctio n :     = 1 2 2   ( 1 8 )     I ts   tim d er iv ativ is   g iv en   as   ( 1 9 ) :     ̇ = ̇ = 1 { }     = 1 { ( ) + }     = 1 {  + ( 1 x 2 + α x 4 β x 6 ) y x + E   c os ( t ) + u }   ( 1 9 )     w h er e     ( ) =  ( ) +  ( )   ( 2 0 )     T h co n tr o  ( )   is   ch o s en   as   ( 2 1 ) :      ( ) = ( 1 2 + 4 6 ) + ( 1 )    (  )   ( 2 1 )     T h u s   ̇   ca n   b ex p r ess ed   as:     ̇ = 1 { }   ( 2 2 )     c h o o s in g :      = [    ( ) ] 1   ( 2 3 )     w h er is   s tr ictly   p o s itiv n u m b er .   W h a v f r o m   ( 2 2 ) ,     ̇ 1 { [    ( ) ] 1 }     | |     0   ( 2 4 )     T h is   co n clu d es th p r o o f .   As th s ig n   f u n ctio n   is   d is co n tin u o u s   at  0 ,   we  r ep lace   u sw   by   ( 2 5 ) ,      = 1  ( )   ( 2 5 )     I n   f ac t ,   u sw   is   d esig n ed   u s in g   ta n h ( s )   as  a   co n tin u o u s   ap p r o x im atio n   o f   th e   s ig n   f u n ctio n   to   elim in ate  th e   ch atter in g   p h en o m e n o n   in   in p u t sig n als.   T h u s ,   th f i n al  f o r m u la  f o r   th co n tr o l la is   g iv en   b y   ( 2 6 ) :     ( ) =  ( ) + ( ) = ( 1 x 2 + α x 4 β x 6 ) y + ( 1 c ) x E   c os ( t ) K D q 1 ta h ( s )   ( 2 6 )       5.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   C o n s id er   th s em i - f r ac tio n al - o r d er   m o d el  o f   th e   en z y m e   b io lo g ical  s y s tem   g i v en   b y   ( 1 0 )   with   th e   p ar am eter s   v alu es:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         F r a ctio n a l - o r d er c h a o s   mo d e liz a tio n   a n d   s lid in g   mo d c o n t r o l   in   a   b io lo g ica l   ... ( S a ki n a   B en r a b a h )   735   = 2 . 55 ;   = 1 . 7 ;   = 3 . 465 ;   = 2 . 001 , = 8 . 27 ;   = 1 . 2 .     l ea d in g   to   th e   m o d el:     { x ( 1 ) = y ( 1 . 2 ) = ( 1 x 2 + α x 4 β x 6 ) y x + E   c os ( t ) ) + u   ( 2 7 )     Un d er   th ese  co n d itio n s ,   th is   s y s tem   ex h ib its   ch ao tic  b e h av i o r   as  illu s tr ated   in   Fig u r e   5 .   E n zy m es  h av e   to   b e   ca r ef u lly   co n tr o lled   b ec a u s th ey   r eg u late  a n d   g u id th m etab o lis m   o f   th b o d y   c ells .   B y   ap p ly in g   th e   f r ac tio n al - o r d er   SMC   co n tr o l   law  ( 1 9 )   at  th tim =7 0   s ,   we  o b tain   th n u m e r ical  s im u latio n   r esu lts   illu s tr ated   in   Fig u r es 6   to   8 .     Fig u r 6   p r esen ts   th s tates  b eh av io r   a n d   co n v er g en ce   to   th o r ig in   in   f in ite  tim e.   T h s lid in g   s u r f ac s   is   illu s tr ated   in   Fig u r 7   a n d   clea r l y   is   s et  to   ze r o   a f ter   th ap p licatio n   o f   th e   co n tr o s ig n al  at  t=7 0   s .   W o b s er v th at  th s y s tem   s tab ilizes  r ap id ly   af ter   th la u n ch   o f   th co n t r o s ig n al,   wit h   ze r o   s tead y - s tate   er r o r   an d   th a b s en ce   o f   an y   o s cillatio n .   Fig u r 8   p r esen ts   th co n tr o s ig n al  a n d   s h o ws  s lig h ch atter in g   p h en o m en o n   af ter   th c o n tr o b eg in n in g   in s tan t.  Fo r tu n ately ,   th s p ec ialized   liter at u r o f f er s   s ev er al   tech n iq u es  f o r   r ed u cin g ,   o r   ev en   elim in atin g ,   th is   ch atte r in g   p h e n o m e n o n ,   s u c h   as  h ig h er - o r d e r   SMC ,   ad ap tiv g ain   s ch ed u lin g ,   s u p er - twis tin g   SMC .   I n   o r d er   to   h ig h lig h th lev el  o f   p er f o r m a n ce   ac h iev ed   b y   th e   p r o p o s ed   co n tr o l sch em e,   we  will m ak u s o f   th i n teg r al  o f   s q u ar ed   e r r o r   ( I SE)   J   as,     = ( 2 + 2 )    ( 2 8 )     wh er t c   is   th e   tim o f   co n tr o ap p licatio n   an d   t f   is   th e   s im u latio n   tim d u r atio n .   T a b le  1   illu s tr ates  th p er f o r m an ce   o f   th p r o p o s ed   SMC   co n tr o l sy s tem   ( r esp o n s tim τ r   an d   I SE) .           Fig u r 5 .   Fra ctio n al - o r d er   ch a o tic  attr ac to r             Fig u r 6 .   C o n tr o lled   s tate  v ar i ab les o f   th b i o lo g ical  s y s tem   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   2 Ap r il   20 2 6 :   7 2 9 - 738   736         Fig u r 7 .   Sli d in g   s u r f ac S ( t)   Fig u r 8 .   Fra ctio n al - o r d er   SMC   co n tr o l sig n al       T ab le  1 .   C o n tr o l sy s tem   p er f o r m an ce   t c Ti m e   o c o n tro a p p li c a ti o n   (s)   t S imu latio n   t ime   d u ra ti o n   (s)   τ r :   Re sp o n se   ti m e   (s)   J (IS E)     70   150   5   9 . 2       T h s im u latio n   r esu lts   d em o n s tr ate  th ef f icien cy   o f   th p r o p o s ed   SMC   co n tr o m eth o d   to   ac h iev th s tab ilizatio n   o f   th f r ac ti o n al - o r d er   c h ao tic  b i o lo g ical   en zy m e   s y s tem .   T h e   p r o p o s ed   co n t r o m a d it  p o s s ib le  to   d r asti ca lly   r ed u ce   th co n v er g en ce   tim o f   th s y s tem   co m p ar ed   to   th in te g e r   o r d er   m o d el  an d   SMC   co n tr o l.   Ho wev er ,   it  is   im p o r tan to   m en tio n   t h lim itatio n s   o f   th is   s tu d y   o n   b io lo g ical  en zy m d u t o   s en s itiv ity   to   p ar am eter s ,   u n m o d eled   d y n am ics an d   o th er   b io lo g ical  in ter ac tio n s .       6.   CO NCLU SI O   I n   th is   s tu d y ,   th m o d eliza tio n   o f   b io lo g ical  en zy m s y s tem ,   wh ich   ca n   e x h ib it  ch a o tic  b eh av io r   u s in g   f r ac tio n al - o r d er   m o d e l,  is   p r o p o s ed   an d   f r ac tio n a l - o r d er   s lid in g   m o d c o n tr o is   d esig n ed   f o r   its   s tab ilizatio n .   T h p r o p o s ed   f r a ctio n al - o r d e r   m o d el  is   in s p ir ed   f r o m   t h o r ig i n al  in teg er   o r d er   m o d el  p r esen ted   in   th e   liter atu r e.   T h is   in n o v ati o n   h as  m ad e   it  p o s s ib le  to   in tr o d u ce   s ev er al  f ea tu r es  th at   ar e   m o r e   r ea lis tic  an d   ad v an tag e o u s   p r o p er ties   to   t h p r o p o s ed   m o d el,   s u ch   as   th m em o r y   e f f ec t,  f aster   an d   m o r co m p lex   d y n am ics,  an d   n atu r al  r o b u s tn ess   ag ain s t n o is an d   d is tu r b an ce s .   B y   ap p ly in g   f r ac tio n al - o r d er   SMC   co n tr o ller ,   we  w er ab le  t o   g u ar an tee   th asy m p to tic  s tab ilizatio n   o f   th d esig n ed   b io lo g ical  en zy m m o d el  u s in g   th L y a p u n o v   th e o r y .   Sim u latio n   r esu lts   in   a   MA T L AB   en v ir o n m en illu s tr ated   th ef f icien cy   o f   th p r o p o s ed   SMC   co n tr o ller   to   s tab ilize  th b io lo g ical  s y s tem   in   f i n ite  tim e.   Fu tu r wo r k   will  in v o l v ap p ly in g   th is   co n tr o s tr ateg y   to   a   m o r co m p lex ,   m u lti - en zy m n etwo r k   an d   im p lem e n tin g   it o n   r ea l - tim s y s tem   f o r   ex p e r im en tal  v alid atio n .         F UNDING   I NF O R M A T I O   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     Sak in B en r ab ah   co n t r ib u ted   to   m eth o d o l o g y ,   s o f twar e,   v alid atio n ,   in v esti g atio n ,   d at cu r atio n ,   wr itin g - o r ig in al  d r af an d   v is u aliza tio n .   B ac h ir   B o u r o u b co n tr ib u ted   to   s o f twar e,   in v esti g atio n ,   d ata  cu r atio n   an d   v is u aliza tio n .   Sam ir   L ad a ci  co n tr ib u ted   to   co n ce p tu aliz atio n ,   m eth o d o lo g y ,   s o f twar e,   v alid atio n ,   f o r m al  an aly s is ,   in v esti g atio n ,   r eso u r ce s ,   d ata  cu r atio n ,   wr itin g   ( o r ig in al  d r a f an d   r e v iew  &   ed it in g ) ,   v is u aliza tio n ,   s u p er v is io n ,   p r o ject  ad m in is tr atio n ,   an d   f u n d in g   ac q u is itio n .   All  au th o r s   h av r ea d   an d   ap p r o v e d   th f in al   m an u s cr ip t.     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Sak in B en r ab ah                               B ac h ir   B o u r o u b a                               Sam ir   L ad ac i                                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         F r a ctio n a l - o r d er c h a o s   mo d e liz a tio n   a n d   s lid in g   mo d c o n t r o l   in   a   b io lo g ica l   ... ( S a ki n a   B en r a b a h )   737   C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   - O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   & E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       I NF O RM E CO NS E N T     W h av o b tain ed   in f o r m ed   c o n s en t f r o m   all  in d iv id u als in c lu d ed   in   t h is   s tu d y .       E T H I CAL AP P RO V AL     T h is   r esear ch   d o es  n o r e q u ir eth ical  ap p r o v al  as  it  d o es  n o in v o lv h u m an   p ar ticip an ts ,   an im al  s u b jects,  o r   s en s itiv d ata.       DATA AV AI L AB I L I T   T h d ata  s u p p o r tin g   th is   s tu d y ' s   f in d in g s   ar av ailab le  f r o m   th co r r esp o n d in g   au t h o r ,   R B ,   u p o n   r ea s o n ab le  r eq u est.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   L.   F .   O l se n   a n d   H .   D e g n ,   C h a o s   i n   b i o l o g i c a l   sy s t e ms ,   Q u a r t e r l y   R e v i e w s o f   B i o p h y s i c s ,   v o l .   1 8 ,   n o .   2 ,   p p .   1 6 5 2 2 5 ,   M a y   1 9 8 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 7 / S 0 0 3 3 5 8 3 5 0 0 0 0 5 1 7 5 .   [ 2 ]   J.  E .   S k i n n e r ,   L o w - d i me n s i o n a l   c h a o i n   b i o l o g i c a l   s y s t e ms ,   N a t u re   B i o t e c h n o l o g y ,   v o l .   1 2 ,   n o .   6 ,   p p .   5 9 6 6 0 0 ,   Ju n .   1 9 9 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / n b t 0 6 9 4 - 5 9 6 .   [ 3 ]   D .   C h o u d h a r y ,   K .   R .   F o s t e r ,   a n d   S .   U p h o f f ,   C h a o s   i n   a   b a c t e r i a l   s t r e ss  r e s p o n s e ,   C u rr e n t   B i o l o g y ,   v o l .   3 3 ,   n o .   2 4 ,     p p .   5 4 0 4 5 4 1 4 ,   D e c .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c u b . 2 0 2 3 . 1 1 . 0 0 2 .   [ 4 ]   R .   M .   M a y ,   C h a o a n d   t h e   d y n a mi c o f   b i o l o g i c a l   p o p u l a t i o n s,”   N u c l e a P h y s i c -   Pr o c e e d i n g S u p p l e m e n t s ,   v o l .   2 ,     p p .   2 2 5 2 4 5 ,   N o v .   1 9 8 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / 0 9 2 0 - 5 6 3 2 ( 8 7 ) 9 0 0 2 0 - X.   [ 5 ]   P .   G r a ss b e r g e r ,   K .   Le h n e r t z ,   C .   E .   El g e r ,   a n d   J.   A r n h o l d ,   C h a o s   i n   b r a i n ? - p r o c e e d i n g s   o f   t h e   w o r k sh o p .   S i n g a p o r e :   W o r l d   S c i e n t i f i c ,   2 0 0 0 .   [ 6 ]   B .   B .   F e r r e i r a ,   A .   S .   d e   P a u l a ,   a n d   M .   A .   S a v i ,   C h a o c o n t r o l   a p p l i e d   t o   h e a r t   r h y t h d y n a mi c s,   C h a o s ,   S o l i t o n s   Fr a c t a l s v o l .   4 4 ,   n o .   8 ,   p p .   5 8 7 5 9 9 ,   A u g .   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c h a o s. 2 0 1 1 . 0 5 . 0 0 9 .   [ 7 ]   I .   V .   Te l e sh   e t   a l . ,   C h a o s   t h e o r y   d i s c l o ses  t r i g g e r a n d   d r i v e r s   o f   p l a n k t o n   d y n a mi c i n   st a b l e   e n v i r o n me n t ,   S c i e n t i f i c   Re p o rt s v o l .   9 ,   n o .   1 ,   p .   2 0 3 5 1 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 019 - 5 6 8 5 1 - 8.   [ 8 ]   R .   C o t t a a n d   R .   V o u n c k x ,   C h a o s,   c o m p l e x i t y   a n d   c o m p u t a t i o n   i n   t h e   e v o l u t i o n   o f   b i o l o g i c a l   s y s t e ms ,   B i o s y st e m s ,   v o l .   2 1 7 ,     p .   1 0 4 6 7 1 ,   J u l .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b i o sy s t e m s. 2 0 2 2 . 1 0 4 6 7 1 .   [ 9 ]   J.  E .   S k i n n e r ,   M .   M o l n a r ,   T.   V y b i r a l ,   a n d   M .   M i t r a ,   A p p l i c a t i o n   o f   c h a o s   t h e o r y   t o   b i o l o g y   a n d   m e d i c i n e ,   I n t e g r a t i v e   Ph y s i o l o g i c a l   a n d   B e h a v i o ra l   S c i e n c e ,   v o l .   2 7 ,   n o .   1 ,   p p .   3 9 5 3 ,   J a n .   1 9 9 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / B F 0 2 6 9 1 0 9 1 .   [ 1 0 ]   D .   To k e r ,   F .   T.   S o mm e r ,   a n d   M .   D E sp o s i t o ,   A   si m p l e   m e t h o d   f o r   d e t e c t i n g   c h a o i n   n a t u r e ,   C o m m u n i c a t i o n s   Bi o l o g y ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p .   1 1 ,   Ja n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 2 0 0 3 - 0 1 9 - 0 7 1 5 - 9.   [ 1 1 ]   P .   P .   S i n g h ,   K .   M .   S i n g h ,   a n d   B .   K .   R o y ,   C h a o s   c o n t r o l   i n   b i o l o g i c a l   s y st e u s i n g   r e c u r s i v e   b a c k s t e p p i n g   s l i d i n g   m o d e   c o n t r o l ,   T h e   Eu r o p e a n   P h y s i c a l   J o u r n a l   S p e c i a l   T o p i c s ,   v o l .   2 2 7 ,   n o .   7 9 ,   p p .   7 3 1 7 4 6 ,   O c t .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 0 / e p j s t / e 2 0 1 8 - 8 0 0 0 2 3 - 6.   [ 1 2 ]   J.  Y u ,   J.   L e i ,   a n d   L.   W a n g ,   B a c k s t e p p i n g   s y n c h r o n i z a t i o n   o f   c h a o t i c   sy st e m   b a se d   o n   e q u i v a l e n t   t r a n sf e r   f u n c t i o n   m e t h o d ,   O p t i k ,   v o l .   1 3 0 ,   p p .   9 0 0 9 1 3 ,   F e b .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i j l e o . 2 0 1 6 . 1 1 . 0 0 7 .   [ 1 3 ]   M .   K .   S h u k l a   a n d   B .   B .   S h a r m a ,   B a c k st e p p i n g   b a se d   st a b i l i z a t i o n   a n d   s y n c h r o n i z a t i o n   o f   a   c l a ss  o f   f r a c t i o n a l   o r d e r   c h a o t i c   sy st e ms,   C h a o s ,   S o l i t o n s   & Fr a c t a l s ,   v o l .   1 0 2 ,   p p .   2 7 4 2 8 4 ,   S e p .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c h a o s. 2 0 1 7 . 0 5 . 0 1 5 .   [ 1 4 ]   O .   I .   O l u so l a ,   E .   V i n c e n t ,   A .   N .   N j a h ,   a n d   E .   A l i ,   C o n t r o l   a n d   sy n c h r o n i z a t i o n   o f   c h a o s   i n   b i o l o g i c a l   s y st e m v i a   b a c k st e p i n d e s i g n ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   N o n l i n e a S c i e n c e ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 1 1 2 8 ,   2 0 1 1 .   [ 1 5 ]   S .   P a n a h i ,   T.   S h i r z a d i a n ,   M .   J a l i l i ,   a n d   S .   Jafar i ,   A   n e w   c h a o t i c   n e t w o r k   m o d e l   f o r   e p i l e p s y ,   A p p l i e d   Ma t h e m a t i c a n d   C o m p u t a t i o n ,   v o l .   3 4 6 ,   p p .   3 9 5 4 0 7 ,   A p r .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a mc . 2 0 1 8 . 1 0 . 0 6 1 .   [ 1 6 ]   M .   I v a n e sc u ,   M .   N i t u l e s c u ,   C .   V l a d u ,   a n d   V .   D .   H .   N g u y e n ,   F r a c t i o n a l   o r d e r   c o n t r o l   o f   a   c o n t i n u u r o b o t   a r m,”   i n   2 0 1 9   2 3 r d   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S y s t e m   T h e o ry,   C o n t ro l   a n d   C o m p u t i n g   ( I C S T C C ) ,   I EEE,   O c t .   2 0 1 9 ,   p p .   5 2 5 530 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S TC C . 2 0 1 9 . 8 8 8 5 4 6 8 .   [ 1 7 ]   S .   La d a c i   a n d   A .   C h a r e f ,   O n   f r a c t i o n a l   a d a p t i v e   c o n t r o l ,   N o n l i n e a D y n a m i c s ,   v o l .   4 3 ,   n o .   4 ,   p p .   3 6 5 3 7 8 ,   M a r .   2 0 0 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 0 7 1 - 0 0 6 - 0 1 5 9 - x.   [ 1 8 ]   B .   V a r g a ,   J .   K .   Ta r ,   a n d   R .   H o r v á t h ,   F r a c t i o n a l   o r d e r   i n sp i r e d   i t e r a t i v e   a d a p t i v e   c o n t r o l ,   R o b o t i c a ,   v o l .   4 2 ,   n o .   2 ,   p p .   4 8 2 5 0 9 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 7 / S 0 2 6 3 5 7 4 7 2 3 0 0 1 5 9 5 .   [ 1 9 ]   T.   S e g h i r i ,   S .   La d a c i ,   a n d   S .   H a d d a d ,   F r a c t i o n a l   o r d e r   a d a p t i v e   M R A C   c o n t r o l l e r   d e s i g n   f o r   h i g h - a c c u r a c y   p o si t i o n   c o n t r o l   o f   a n   i n d u st r i a l   r o b o t   a r m,   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A d v a n c e d   M e c h a t r o n i c   S y st e m s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p p .   8 2 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 5 0 4 / I JA M EC H S . 2 0 2 3 . 1 2 8 1 5 5 .   [ 2 0 ]   Ö .   A t a n ,   S y n c h r o n i sa t i o n   a n d   c i r c u i t   mo d e l   o f   f r a c t i o n a l - o r d e r   c h a o t i c   s y s t e ms  w i t h   t i m e - d e l a y ,   I F AC - P a p e rs O n L i n e ,   v o l .   4 9 ,   n o .   2 9 ,   p p .   6 8 7 2 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i f a c o l . 2 0 1 6 . 1 1 . 0 9 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   2 Ap r il   20 2 6 :   7 2 9 - 738   738   [ 2 1 ]   S .   W a n g ,   S y n c h r o n i z a t i o n   o f   f r a c t i o n a l   c h a o t i c   s y st e ms  w i t h   t i me - v a r y i n g   p e r t u r b a t i o n ,   Fr a c t a l   a n d   Fr a c t i o n a l ,   v o l .   9 ,   n o .   9 ,     p .   6 1 8 ,   S e p .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / f r a c t a l f r a c t 9 0 9 0 6 1 8 .   [ 2 2 ]   D .   F i k a d u   A ssef a ,   E.   A n d a r g e   G e d e f a w ,   C .   M e r g a   A b d i ss a ,   a n d   L.   N e g a sh   Le mm a ,   A d a p t i v e   n e u r o f u z z y   i n f e r e n c e   sy s t e m‐ b a s e d   s l i d i n g   m o d e   c o n t r o l   i n   t h e   p r e sen c e   o f   e x t e r n a l   d i s t u r b a n c e a n d   p a r a met e r   v a r i a t i o n   f o r   q u a d c o p t e r   U A V ,   E n g i n e e r i n g   Re p o r t s ,   v o l .   7 ,   n o .   1 0 ,   O c t .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / e n g 2 . 7 0 4 1 7 .   [ 2 3 ]   G .   M e n y e c h e l   En e y e w ,   W .   A y a l e w   A sf a w ,   a n d   C .   M e r g a   A b d i ss a ,   O p t i mi z e d   b a c k st e p p i n g   f u z z y   s l i d i n g   m o d e   c o n t r o l l e r   f o r   t r a j e c t o r y   t r a c k i n g   o f   mo b i l e   ma n i p u l a t o r ,   En g i n e e r i n g   R e p o r t s ,   v o l .   7 ,   n o .   7 ,   p .   e 7 0 2 6 9 ,   J u l .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / e n g 2 . 7 0 2 6 9 .   [ 2 4 ]   A .   M a a r i f ,   M .   A n t o n i o   M á r q u e z   V e r a ,   M .   S a d e k   M a h mo u d ,   S .   La d a c i ,   A .   Ç a k a n ,   a n d   J.   N i ñ o   P a r a d a ,   B a c k st e p p i n g   s l i d i n g   mo d e   c o n t r o l   f o r   i n v e r t e d   p e n d u l u s y st e w i t h   d i s t u r b a n c e   a n d   p a r a me t e r   u n c e r t a i n t y ,   J o u rn a l   o f   Ro b o t i c s a n d   C o n t r o l   ( J RC ) v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p p .   8 6 9 2 ,   N o v .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 8 1 9 6 / j r c . v 3 i 1 . 1 2 7 3 9 .   [ 2 5 ]   R .   M a r t í n e z - G u e r r a ,   C .   A .   P é r e z - P i n a c h o ,   a n d   G .   C .   G ó m e z - C o r t é s,   S y n c h r o n i z a t i o n   o f   i n t e g ra l   a n d   f r a c t i o n a l   o r d e r   c h a o t i c   syst e m s .   i n   U n d e r st a n d i n g   C o mp l e x   S y st e ms.  C h a m :   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 1 5 2 8 4 - 4.   [ 2 6 ]   A .   G .   A d a n e   a n d   C .   M .   A b d i ss a ,   A d a p t i v e   f u z z y   sl i d i n g   m o d e   c o n t r o l l e r   o f   t h r e e   l i n k   r o b o t   a r ma n i p u l a t o r ,   I EEE  A c c e ss   v o l .   1 3 ,   p p .   1 5 8 2 2 2 1 5 8 2 3 6 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 6 0 7 8 0 9 .   [ 2 7 ]   T.   H .   G e b r e c h e r k o s,   A .   G .   B e r h e ,   S .   G u r u sa my ,   a n d   C .   M .   A b d i ssa ,   F u z z y   sl i d i n g   mo d e   c o n t r o l   f o r   d y n a mi c   w a l k i n g   a ss i st a n c e   i n   l o w e r   l i m b   e x o s k e l e t o n s,”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 3 ,   p p .   1 6 1 2 3 5 1 6 1 2 4 9 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 6 0 7 6 7 9 .   [ 2 8 ]   A .   T.   D e mo r a   a n d   C .   M .   A b d i ss a ,   N e u r a l   n e t w o r k - b a se d   l o w e r   l i mb   p r o s t h e ses   c o n t r o l   u si n g   su p e r   t w i st i n g   sl i d i n g   mo d e   c o n t r o l ,   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   1 3 ,   p p .   2 4 9 2 9 2 4 9 5 3 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 5 3 8 6 8 9 .   [ 2 9 ]   H .   G .   D i r a r a ,   F .   T.   Y a r e s h e ,   a n d   C .   M .   A b d i ssa,   D e si g n   a n d   a n a l y si s   o f   a d a p t i v e   f u z z y   s u p e r - t w i s t i n g   s l i d i n g   m o d e   c o n t r o l l e r   f o r   u n c e r t a i n   2 - D o F   r o b o t i c   m a n i p u l a t o r ,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 3 ,   p p .   1 1 0 2 4 1 1 1 0 2 5 4 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 5 . 3 5 8 1 4 4 9 .   [ 3 0 ]   E.   W .   M e t e k i a ,   W .   A .   A sf a w ,   C .   M .   A b d i ssa ,   a n d   L.   N .   Le m ma,   C o n t r o l   o f   a   f i x e d   w i n g   u n ma n n e d   a e r i a l   v e h i c l e   u si n g   a   r o b u st   f r a c t i o n a l   o r d e r   c o n t r o l l e r ,   S c i e n t i f i c   Re p o r t s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p .   1 9 9 5 4 ,   J u n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 0 2 5 - 0 3 5 5 2 - 0.   [ 3 1 ]   M .   Z h a n g ,   H .   Za n g ,   a n d   Z.   L i u ,   F r a c t i o n a l - o r d e r   a d a p t i v e   s l i d i n g   m o d e   c o n t r o l   b a se d   o n   p r e d e f i n e d - t i me  s t a b i l i t y   f o r   c h a o s   sy n c h r o n i z a t i o n ,   C h a o s,  S o l i t o n s &  Fra c t a l s ,   v o l .   1 9 1 ,   p .   1 1 5 9 2 1 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c h a o s . 2 0 2 4 . 1 1 5 9 2 1 .   [ 3 2 ]   A .   S .   B o s e r a ,   F .   D .   O l a n a ,   C .   M e r g a ,   a n d   S .   T.   G u t o l e ,   A d a p t i v e   P S O   b a s e d   g a i n   o p t i mi z a t i o n   o f   s l i d i n g   mo d e   c o n t r o l   f o r   p o s i t i o n   t r a c k i n g   c o n t r o l   o f   m a g n e t i c   l e v i t a t i o n   sy s t e m s,”   i n   2 0 2 2   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n f o rm a t i o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g y   f o r   D e v e l o p m e n t   f o r A f ri c a   ( I C T 4 D A) ,   I EEE,   N o v .   2 0 2 2 ,   p p .   1 5 7 1 6 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C T 4 D A 5 6 4 8 2 . 2 0 2 2 . 9 9 7 1 1 9 7 .   [ 3 3 ]   B .   D e r s e h ,   L .   N e g a s h ,   a n d   C .   M .   A b d i ssa ,   R o b u st   P S O   t u n e d   F O S M C   f o r   a l t i t u d e   st a b i l i z a t i o n   a n d   t r a j e c t o r y   t r a c k i n g   o f   A g r i c u l t u r a l   mo n i t o r i n g   U A V .   p p .   1 1 1 ,   O c t .   1 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 6 2 2 7 / t e c h r x i v . 2 4 2 5 0 3 4 8 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS        S a k i n a   Be n r a b a h           re c e iv e d   th e   h ig h e e d u c a ti o n   m a th e m a ti c d ip lo m a   ( Alg e b ra fro m   th e   Un i v e rsity   o C o n sta n ti n e ,   in   1 9 8 8   a n d   t h e   m a g ister  d e g re e   in   m a th e m a ti c ( a n a ly sis)  fro m   Th e   Un iv e rsity   M e n t o u ri   o f   Co n sta n ti n e   i n   2 0 0 8 .   C u rre n t ly ,   sh e   is  a n   a ss istan p r o fe ss o r   a th e   Eco le  Na ti o n a le  S u p e rie u re   o f   Co n sta n ti n e   a n d   wo rk to wa r d   P h a t   th e   De p a rtme n o f   M a th e m a ti c s ,   Un iv e rsity   o M e n to u ri  Co n sta n ti n e .   He re se a rc h   in tere sts  i n c lu d e   c h a o s,   m a th e m a ti c a a n a ly sis,  c o n tro s y ste m   th e o ry ,   n o n li n e a sy ste m a n d   fra c ti o n a l   o rd e r   sy ste m s S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il sb e n ra b a h @y a h o o . fr.         Ba c h ir  Bo u r o u b a           re c e iv e d   h is  sta te  e n g in e e rin g   d e g re e   in   a u to m a ti c   c o n t ro l   fro m   th e   F e rh a Ab b e Un iv e rsit y   o S e ti 1 ,   Alg e ria,  i n   2 0 0 0 ,   a n d   h is  M S c   d e g re e   a th e   sa m e   u n i v e rsity   in   2 0 0 5 .   He   o b tain e d   h is  P h D   d e g re e   fr o m   t h e   De p a rtme n o E lec tro n ics ,   M e n t o u ri   Bro th e rs  U n iv e rsit y   o C o n sta n t in e ,   Al g e ria,  i n   2 0 1 8 .   He   is  a n   a ss o c iate   p ro fe ss o a th e   De p a rtme n o El e c tri c a En g in e e rin g   a t h e   F e rh a t   Ab b e Un iv e rs it y   o S e ti 1 .   His   re se a rc h   in tere sts  fo c u o n   fra c ti o n a sy st e m s,  o p ti m a c o n tro l ,   c h a o t ic  sy s tem   a n d   fra c ti o n a l   a d a p ti v e   in telli g e n c o n tr o l.   He   c a n   b e   c o n t a c ted   a e m a i l:   b o u r o u b a _ b @y a h o o . fr .         S a m ir   La d a c         re c e iv e d   h is  sta te  e n g i n e e rin g   d e g re e   in   a u t o m a ti c fro m   th e   Eco le  Na ti o n a le  P o l y tec h n i q u e   o Alg ie rs  in   1 9 9 5   a n d   h is  M S c   d e g re e   in   in d u strial  a u to m a ti o n   fro m   An n a b a   Un i v e rsity ,   Al g e ria,  in   1 9 9 9 .   He   re c e iv e d   h is  P h a n d   h a b il it a ti o n   u n i v e rsitaire   fro m   th e   De p a rtme n t   o f   El e c tro n ics ,   M e n to u ri  U n iv e rsit y   o f   Co n sta n ti n e ,   Al g e ria,  i n   2 0 0 7   a n d   2 0 0 9 ,   re sp e c ti v e l y .   Cu rre n tl y   h e   is  e m p lo y e d   a a   fu ll   p ro fe s so a th e   Eco le  Na ti o n a le   P o ly tec h n i q u e   o Al g iers .   He   is  th e   a u th o o a   c o - a u th o o a   b o o k   a n d   m o re   th a n   2 7 0   o t h e r   p u b li c a ti o n s,  i n c lu d in g   o v e r   6 5   j o u rn a a rt icle s.  He   su p e rv ise d   a n d   c o - su p e rv ise d   m o re   th a n   1 6   P h t h e se s.  His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   fra c ti o n a o rd e s y st e m a n d   c o n tro l ,   a d a p ti v e   c o n tro l,   ro b u st  c o n tr o l,   c h a o ti c   sy ste m s,  id e n ti fica ti o n .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il sa m ir. lad a c i@g . e n p . e d u . d z .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.