FDM/LaRCsim.cxx

   1 // LaRCsim.cxx -- interface to the LaRCsim flight model
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started October 1998.
   4 //
   5 // Copyright (C) 1998  Curtis L. Olson  - curt@me.umn.edu
   6 //
   7 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   8 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
   9 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  10 // License, or (at your option) any later version.
  11 //
  12 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 // General Public License for more details.
  16 //
  17 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  18 // along with this program; if not, write to the Free Software
  19 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  20 //
  21 // $Id$
  22 // (Log is kept at end of this file)
  23
  24
  25 #include "LaRCsim.hxx"
  26
  27 #include <Aircraft/aircraft.hxx>
  28 #include <Controls/controls.hxx>
  29 #include <Flight/flight.hxx>
  30 #include <Flight/LaRCsim/ls_cockpit.h>
  31 #include <Flight/LaRCsim/ls_generic.h>
  32 #include <Flight/LaRCsim/ls_interface.h>
  33
  34
  35 // Initialize the LaRCsim flight model, dt is the time increment for
  36 // each subsequent iteration through the EOM
  37 int fgLaRCsimInit(double dt) {
  38     ls_toplevel_init(dt);
  39
  40     return(1);
  41 }
  42
  43
  44 // Run an iteration of the EOM (equations of motion)
  45 int fgLaRCsimUpdate(fgFLIGHT& f, int multiloop) {
  46     double save_alt = 0.0;
  47
  48     // lets try to avoid really screwing up the LaRCsim model
  49     if ( f.get_Altitude() < -9000 ) {
  50         save_alt = f.get_Altitude();
  51         f.set_Altitude( 0.0 );
  52     }
  53
  54     // translate FG to LaRCsim structure
  55     fgFlight_2_LaRCsim(f);
  56     // printf("FG_Altitude = %.2f\n", FG_Altitude * 0.3048);
  57     // printf("Altitude = %.2f\n", Altitude * 0.3048);
  58     // printf("Radius to Vehicle = %.2f\n", Radius_to_vehicle * 0.3048);
  59
  60     ls_update(multiloop);
  61
  62     // printf("%d FG_Altitude = %.2f\n", i, FG_Altitude * 0.3048);
  63     // printf("%d Altitude = %.2f\n", i, Altitude * 0.3048);
  64
  65     // translate LaRCsim back to FG structure so that the
  66     // autopilot (and the rest of the sim can use the updated
  67     // values
  68     fgLaRCsim_2_Flight(f);
  69
  70     // but lets restore our original bogus altitude when we are done
  71     if ( save_alt < -9000.0 ) {
  72         f.set_Altitude( save_alt );
  73     }
  74
  75     return 1;
  76 }
  77
  78
  79 // Convert from the fgFLIGHT struct to the LaRCsim generic_ struct
  80 int fgFlight_2_LaRCsim (fgFLIGHT& f) {
  81
  82     Lat_control = controls.get_aileron();
  83     Long_control = controls.get_elevator();
  84     Long_trim = controls.get_elevator_trim();
  85     Rudder_pedal = controls.get_rudder();
  86     Throttle_pct = controls.get_throttle( 0 );
  87     Brake_pct = controls.get_brake( 0 );
  88
  89     Mass =      f.get_Mass();
  90     I_xx =      f.get_I_xx();
  91     I_yy =      f.get_I_yy();
  92     I_zz =      f.get_I_zz();
  93     I_xz =      f.get_I_xz();
  94     Dx_pilot =  f.get_Dx_pilot();
  95     Dy_pilot =  f.get_Dy_pilot();
  96     Dz_pilot =  f.get_Dz_pilot();
  97     Dx_cg =     f.get_Dx_cg();
  98     Dy_cg =     f.get_Dy_cg();
  99     Dz_cg =     f.get_Dz_cg();
 100     F_X =       f.get_F_X();
 101     F_Y =       f.get_F_Y();
 102     F_Z =       f.get_F_Z();
 103     F_north =   f.get_F_north();
 104     F_east =    f.get_F_east();
 105     F_down =    f.get_F_down();
 106     F_X_aero =  f.get_F_X_aero();
 107     F_Y_aero =  f.get_F_Y_aero();
 108     F_Z_aero =  f.get_F_Z_aero();
 109     F_X_engine =        f.get_F_X_engine();
 110     F_Y_engine =        f.get_F_Y_engine();
 111     F_Z_engine =        f.get_F_Z_engine();
 112     F_X_gear =  f.get_F_X_gear();
 113     F_Y_gear =  f.get_F_Y_gear();
 114     F_Z_gear =  f.get_F_Z_gear();
 115     M_l_rp =    f.get_M_l_rp();
 116     M_m_rp =    f.get_M_m_rp();
 117     M_n_rp =    f.get_M_n_rp();
 118     M_l_cg =    f.get_M_l_cg();
 119     M_m_cg =    f.get_M_m_cg();
 120     M_n_cg =    f.get_M_n_cg();
 121     M_l_aero =  f.get_M_l_aero();
 122     M_m_aero =  f.get_M_m_aero();
 123     M_n_aero =  f.get_M_n_aero();
 124     M_l_engine =        f.get_M_l_engine();
 125     M_m_engine =        f.get_M_m_engine();
 126     M_n_engine =        f.get_M_n_engine();
 127     M_l_gear =  f.get_M_l_gear();
 128     M_m_gear =  f.get_M_m_gear();
 129     M_n_gear =  f.get_M_n_gear();
 130     V_dot_north =       f.get_V_dot_north();
 131     V_dot_east =        f.get_V_dot_east();
 132     V_dot_down =        f.get_V_dot_down();
 133     U_dot_body =        f.get_U_dot_body();
 134     V_dot_body =        f.get_V_dot_body();
 135     W_dot_body =        f.get_W_dot_body();
 136     A_X_cg =    f.get_A_X_cg();
 137     A_Y_cg =    f.get_A_Y_cg();
 138     A_Z_cg =    f.get_A_Z_cg();
 139     A_X_pilot = f.get_A_X_pilot();
 140     A_Y_pilot = f.get_A_Y_pilot();
 141     A_Z_pilot = f.get_A_Z_pilot();
 142     N_X_cg =    f.get_N_X_cg();
 143     N_Y_cg =    f.get_N_Y_cg();
 144     N_Z_cg =    f.get_N_Z_cg();
 145     N_X_pilot = f.get_N_X_pilot();
 146     N_Y_pilot = f.get_N_Y_pilot();
 147     N_Z_pilot = f.get_N_Z_pilot();
 148     P_dot_body =        f.get_P_dot_body();
 149     Q_dot_body =        f.get_Q_dot_body();
 150     R_dot_body =        f.get_R_dot_body();
 151     V_north =   f.get_V_north();
 152     V_east =    f.get_V_east();
 153     V_down =    f.get_V_down();
 154     V_north_rel_ground =        f.get_V_north_rel_ground();
 155     V_east_rel_ground = f.get_V_east_rel_ground();
 156     V_down_rel_ground = f.get_V_down_rel_ground();
 157     V_north_airmass =   f.get_V_north_airmass();
 158     V_east_airmass =    f.get_V_east_airmass();
 159     V_down_airmass =    f.get_V_down_airmass();
 160     V_north_rel_airmass =       f.get_V_north_rel_airmass();
 161     V_east_rel_airmass =        f.get_V_east_rel_airmass();
 162     V_down_rel_airmass =        f.get_V_down_rel_airmass();
 163     U_gust =    f.get_U_gust();
 164     V_gust =    f.get_V_gust();
 165     W_gust =    f.get_W_gust();
 166     U_body =    f.get_U_body();
 167     V_body =    f.get_V_body();
 168     W_body =    f.get_W_body();
 169     V_rel_wind =        f.get_V_rel_wind();
 170     V_true_kts =        f.get_V_true_kts();
 171     V_rel_ground =      f.get_V_rel_ground();
 172     V_inertial =        f.get_V_inertial();
 173     V_ground_speed =    f.get_V_ground_speed();
 174     V_equiv =   f.get_V_equiv();
 175     V_equiv_kts =       f.get_V_equiv_kts();
 176     V_calibrated =      f.get_V_calibrated();
 177     V_calibrated_kts =  f.get_V_calibrated_kts();
 178     P_body =    f.get_P_body();
 179     Q_body =    f.get_Q_body();
 180     R_body =    f.get_R_body();
 181     P_local =   f.get_P_local();
 182     Q_local =   f.get_Q_local();
 183     R_local =   f.get_R_local();
 184     P_total =   f.get_P_total();
 185     Q_total =   f.get_Q_total();
 186     R_total =   f.get_R_total();
 187     Phi_dot =   f.get_Phi_dot();
 188     Theta_dot = f.get_Theta_dot();
 189     Psi_dot =   f.get_Psi_dot();
 190     Latitude_dot =      f.get_Latitude_dot();
 191     Longitude_dot =     f.get_Longitude_dot();
 192     Radius_dot =        f.get_Radius_dot();
 193     Lat_geocentric =    f.get_Lat_geocentric();
 194     Lon_geocentric =    f.get_Lon_geocentric();
 195     Radius_to_vehicle = f.get_Radius_to_vehicle();
 196     Latitude =  f.get_Latitude();
 197     Longitude = f.get_Longitude();
 198     Altitude =  f.get_Altitude();
 199     Phi =       f.get_Phi();
 200     Theta =     f.get_Theta();
 201     Psi =       f.get_Psi();
 202     T_local_to_body_11 =        f.get_T_local_to_body_11();
 203     T_local_to_body_12 =        f.get_T_local_to_body_12();
 204     T_local_to_body_13 =        f.get_T_local_to_body_13();
 205     T_local_to_body_21 =        f.get_T_local_to_body_21();
 206     T_local_to_body_22 =        f.get_T_local_to_body_22();
 207     T_local_to_body_23 =        f.get_T_local_to_body_23();
 208     T_local_to_body_31 =        f.get_T_local_to_body_31();
 209     T_local_to_body_32 =        f.get_T_local_to_body_32();
 210     T_local_to_body_33 =        f.get_T_local_to_body_33();
 211     Gravity =   f.get_Gravity();
 212     Centrifugal_relief =        f.get_Centrifugal_relief();
 213     Alpha =     f.get_Alpha();
 214     Beta =      f.get_Beta();
 215     Alpha_dot = f.get_Alpha_dot();
 216     Beta_dot =  f.get_Beta_dot();
 217     Cos_alpha = f.get_Cos_alpha();
 218     Sin_alpha = f.get_Sin_alpha();
 219     Cos_beta =  f.get_Cos_beta();
 220     Sin_beta =  f.get_Sin_beta();
 221     Cos_phi =   f.get_Cos_phi();
 222     Sin_phi =   f.get_Sin_phi();
 223     Cos_theta = f.get_Cos_theta();
 224     Sin_theta = f.get_Sin_theta();
 225     Cos_psi =   f.get_Cos_psi();
 226     Sin_psi =   f.get_Sin_psi();
 227     Gamma_vert_rad =    f.get_Gamma_vert_rad();
 228     Gamma_horiz_rad =   f.get_Gamma_horiz_rad();
 229     Sigma =     f.get_Sigma();
 230     Density =   f.get_Density();
 231     V_sound =   f.get_V_sound();
 232     Mach_number =       f.get_Mach_number();
 233     Static_pressure =   f.get_Static_pressure();
 234     Total_pressure =    f.get_Total_pressure();
 235     Impact_pressure =   f.get_Impact_pressure();
 236     Dynamic_pressure =  f.get_Dynamic_pressure();
 237     Static_temperature =        f.get_Static_temperature();
 238     Total_temperature = f.get_Total_temperature();
 239     Sea_level_radius =  f.get_Sea_level_radius();
 240     Earth_position_angle =      f.get_Earth_position_angle();
 241     Runway_altitude =   f.get_Runway_altitude();
 242     Runway_latitude =   f.get_Runway_latitude();
 243     Runway_longitude =  f.get_Runway_longitude();
 244     Runway_heading =    f.get_Runway_heading();
 245     Radius_to_rwy =     f.get_Radius_to_rwy();
 246     D_cg_north_of_rwy = f.get_D_cg_north_of_rwy();
 247     D_cg_east_of_rwy =  f.get_D_cg_east_of_rwy();
 248     D_cg_above_rwy =    f.get_D_cg_above_rwy();
 249     X_cg_rwy =  f.get_X_cg_rwy();
 250     Y_cg_rwy =  f.get_Y_cg_rwy();
 251     H_cg_rwy =  f.get_H_cg_rwy();
 252     D_pilot_north_of_rwy =      f.get_D_pilot_north_of_rwy();
 253     D_pilot_east_of_rwy =       f.get_D_pilot_east_of_rwy();
 254     D_pilot_above_rwy = f.get_D_pilot_above_rwy();
 255     X_pilot_rwy =       f.get_X_pilot_rwy();
 256     Y_pilot_rwy =       f.get_Y_pilot_rwy();
 257     H_pilot_rwy =       f.get_H_pilot_rwy();
 258
 259     return( 0 );
 260 }
 261
 262
 263 // Convert from the LaRCsim generic_ struct to the fgFLIGHT struct
 264 int fgLaRCsim_2_Flight (fgFLIGHT& f) {
 265     f.set_Inertias( Mass, I_xx, I_yy, I_zz, I_xz );
 266
 267     /*
 268     f.get_Dx_pilot() =       Dx_pilot;
 269     f.get_Dy_pilot() =       Dy_pilot;
 270     f.get_Dz_pilot() =       Dz_pilot;
 271     f.get_Dx_cg() =  Dx_cg;
 272     f.get_Dy_cg() =  Dy_cg;
 273     f.get_Dz_cg() =  Dz_cg;
 274     f.get_F_X() =    F_X;
 275     f.get_F_Y() =    F_Y;
 276     f.get_F_Z() =    F_Z;
 277     f.get_F_north() =        F_north;
 278     f.get_F_east() = F_east;
 279     f.get_F_down() = F_down;
 280     f.get_F_X_aero() =       F_X_aero;
 281     f.get_F_Y_aero() =       F_Y_aero;
 282     f.get_F_Z_aero() =       F_Z_aero;
 283     f.get_F_X_engine() =     F_X_engine;
 284     f.get_F_Y_engine() =     F_Y_engine;
 285     f.get_F_Z_engine() =     F_Z_engine;
 286     f.get_F_X_gear() =       F_X_gear;
 287     f.get_F_Y_gear() =       F_Y_gear;
 288     f.get_F_Z_gear() =       F_Z_gear;
 289     f.get_M_l_rp() = M_l_rp;
 290     f.get_M_m_rp() = M_m_rp;
 291     f.get_M_n_rp() = M_n_rp;
 292     f.get_M_l_cg() = M_l_cg;
 293     f.get_M_m_cg() = M_m_cg;
 294     f.get_M_n_cg() = M_n_cg;
 295     f.get_M_l_aero() =       M_l_aero;
 296     f.get_M_m_aero() =       M_m_aero;
 297     f.get_M_n_aero() =       M_n_aero;
 298     f.get_M_l_engine() =     M_l_engine;
 299     f.get_M_m_engine() =     M_m_engine;
 300     f.get_M_n_engine() =     M_n_engine;
 301     f.get_M_l_gear() =       M_l_gear;
 302     f.get_M_m_gear() =       M_m_gear;
 303     f.get_M_n_gear() =       M_n_gear;
 304     f.get_V_dot_north() =    V_dot_north;
 305     f.get_V_dot_east() =     V_dot_east;
 306     f.get_V_dot_down() =     V_dot_down;
 307     f.get_U_dot_body() =     U_dot_body;
 308     f.get_V_dot_body() =     V_dot_body;
 309     f.get_W_dot_body() =     W_dot_body;
 310     f.get_A_X_cg() = A_X_cg;
 311     f.get_A_Y_cg() = A_Y_cg;
 312     f.get_A_Z_cg() = A_Z_cg;
 313     f.get_A_X_pilot() =      A_X_pilot;
 314     f.get_A_Y_pilot() =      A_Y_pilot;
 315     f.get_A_Z_pilot() =      A_Z_pilot;
 316     f.get_N_X_cg() = N_X_cg;
 317     f.get_N_Y_cg() = N_Y_cg;
 318     f.get_N_Z_cg() = N_Z_cg;
 319     f.get_N_X_pilot() =      N_X_pilot;
 320     f.get_N_Y_pilot() =      N_Y_pilot;
 321     f.get_N_Z_pilot() =      N_Z_pilot;
 322     f.get_P_dot_body() =     P_dot_body;
 323     f.get_Q_dot_body() =     Q_dot_body;
 324     f.get_R_dot_body() =     R_dot_body;
 325     f.get_V_north() =        V_north;
 326     f.get_V_east() = V_east;
 327     f.get_V_down() = V_down;
 328     f.get_V_north_rel_ground() =     V_north_rel_ground;
 329     f.get_V_east_rel_ground() =      V_east_rel_ground;
 330     f.get_V_down_rel_ground() =      V_down_rel_ground;
 331     f.get_V_north_airmass() =        V_north_airmass;
 332     f.get_V_east_airmass() = V_east_airmass;
 333     f.get_V_down_airmass() = V_down_airmass;
 334     f.get_V_north_rel_airmass() =    V_north_rel_airmass;
 335     f.get_V_east_rel_airmass() =     V_east_rel_airmass;
 336     f.get_V_down_rel_airmass() =     V_down_rel_airmass;
 337     f.get_U_gust() = U_gust;
 338     f.get_V_gust() = V_gust;
 339     f.get_W_gust() = W_gust;
 340     f.get_U_body() = U_body;
 341     f.get_V_body() = V_body;
 342     f.get_W_body() = W_body;
 343     f.get_V_rel_wind() =     V_rel_wind;
 344     f.get_V_true_kts() =     V_true_kts;
 345     f.get_V_rel_ground() =   V_rel_ground;
 346     f.get_V_inertial() =     V_inertial;
 347     f.get_V_ground_speed() = V_ground_speed;
 348     f.get_V_equiv() =        V_equiv;
 349     f.get_V_equiv_kts() =    V_equiv_kts;
 350     f.get_V_calibrated() =   V_calibrated;
 351     f.get_V_calibrated_kts() =       V_calibrated_kts;
 352     f.get_P_body() = P_body;
 353     f.get_Q_body() = Q_body;
 354     f.get_R_body() = R_body;
 355     f.get_P_local() =        P_local;
 356     f.get_Q_local() =        Q_local;
 357     f.get_R_local() =        R_local;
 358     f.get_P_total() =        P_total;
 359     f.get_Q_total() =        Q_total;
 360     f.get_R_total() =        R_total;
 361     f.get_Phi_dot() =        Phi_dot;
 362     f.get_Theta_dot() =      Theta_dot;
 363     f.get_Psi_dot() =        Psi_dot;
 364     f.get_Latitude_dot() =   Latitude_dot;
 365     f.get_Longitude_dot() =  Longitude_dot;
 366     f.get_Radius_dot() =     Radius_dot;
 367     f.get_Lat_geocentric() = Lat_geocentric;
 368     f.get_Lon_geocentric() = Lon_geocentric;
 369     f.get_Radius_to_vehicle() =      Radius_to_vehicle;
 370     f.get_Latitude() =       Latitude;
 371     f.get_Longitude() =      Longitude;
 372     f.get_Altitude() =       Altitude;
 373     f.get_Phi() =    Phi;
 374     f.get_Theta() =  Theta;
 375     f.get_Psi() =    Psi;
 376     f.get_T_local_to_body_11() =     T_local_to_body_11;
 377     f.get_T_local_to_body_12() =     T_local_to_body_12;
 378     f.get_T_local_to_body_13() =     T_local_to_body_13;
 379     f.get_T_local_to_body_21() =     T_local_to_body_21;
 380     f.get_T_local_to_body_22() =     T_local_to_body_22;
 381     f.get_T_local_to_body_23() =     T_local_to_body_23;
 382     f.get_T_local_to_body_31() =     T_local_to_body_31;
 383     f.get_T_local_to_body_32() =     T_local_to_body_32;
 384     f.get_T_local_to_body_33() =     T_local_to_body_33;
 385     f.get_Gravity() =        Gravity;
 386     f.get_Centrifugal_relief() =     Centrifugal_relief;
 387     f.get_Alpha() =  Alpha;
 388     f.get_Beta() =   Beta;
 389     f.get_Alpha_dot() =      Alpha_dot;
 390     f.get_Beta_dot() =       Beta_dot;
 391     f.get_Cos_alpha() =      Cos_alpha;
 392     f.get_Sin_alpha() =      Sin_alpha;
 393     f.get_Cos_beta() =       Cos_beta;
 394     f.get_Sin_beta() =       Sin_beta;
 395     f.get_Cos_phi() =        Cos_phi;
 396     f.get_Sin_phi() =        Sin_phi;
 397     f.get_Cos_theta() =      Cos_theta;
 398     f.get_Sin_theta() =      Sin_theta;
 399     f.get_Cos_psi() =        Cos_psi;
 400     f.get_Sin_psi() =        Sin_psi;
 401     f.get_Gamma_vert_rad() = Gamma_vert_rad;
 402     f.get_Gamma_horiz_rad() =        Gamma_horiz_rad;
 403     f.get_Sigma() =  Sigma;
 404     f.get_Density() =        Density;
 405     f.get_V_sound() =        V_sound;
 406     f.get_Mach_number() =    Mach_number;
 407     f.get_Static_pressure() =        Static_pressure;
 408     f.get_Total_pressure() = Total_pressure;
 409     f.get_Impact_pressure() =        Impact_pressure;
 410     f.get_Dynamic_pressure() =       Dynamic_pressure;
 411     f.get_Static_temperature() =     Static_temperature;
 412     f.get_Total_temperature() =      Total_temperature;
 413     f.get_Sea_level_radius() =       Sea_level_radius;
 414     f.get_Earth_position_angle() =   Earth_position_angle;
 415     f.get_Runway_altitude() =        Runway_altitude;
 416     f.get_Runway_latitude() =        Runway_latitude;
 417     f.get_Runway_longitude() =       Runway_longitude;
 418     f.get_Runway_heading() = Runway_heading;
 419     f.get_Radius_to_rwy() =  Radius_to_rwy;
 420     f.get_D_cg_north_of_rwy() =      D_cg_north_of_rwy;
 421     f.get_D_cg_east_of_rwy() =       D_cg_east_of_rwy;
 422     f.get_D_cg_above_rwy() = D_cg_above_rwy;
 423     f.get_X_cg_rwy() =       X_cg_rwy;
 424     f.get_Y_cg_rwy() =       Y_cg_rwy;
 425     f.get_H_cg_rwy() =       H_cg_rwy;
 426     f.get_D_pilot_north_of_rwy() =   D_pilot_north_of_rwy;
 427     f.get_D_pilot_east_of_rwy() =    D_pilot_east_of_rwy;
 428     f.get_D_pilot_above_rwy() =      D_pilot_above_rwy;
 429     f.get_X_pilot_rwy() =    X_pilot_rwy;
 430     f.get_Y_pilot_rwy() =    Y_pilot_rwy;
 431     f.get_H_pilot_rwy() =    H_pilot_rwy;
 432     */
 433     return ( 0 );
 434 }
 435
 436
 437 // $Log$
 438 // Revision 1.4  1998/12/03 01:16:37  curt
 439 // Converted fgFLIGHT to a class.
 440 //
 441 // Revision 1.3  1998/10/25 14:08:43  curt
 442 // Turned "struct fgCONTROLS" into a class, with inlined accessor functions.
 443 //
 444 // Revision 1.2  1998/10/17 01:34:11  curt
 445 // C++ ifying ...
 446 //
 447 // Revision 1.1  1998/10/17 00:43:58  curt
 448 // Initial revision.
 449 //
 450 //