JSBsim/FGRotation.h

   1 /*******************************************************************************
   2
   3  Header:       FGRotation.h
   4  Author:       Jon Berndt
   5  Date started: 12/02/98
   6
   7  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
   8
   9  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  10  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  11  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  12  version.
  13
  14  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  15  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  16  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  17  details.
  18
  19  You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  20  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  21  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  22
  23  Further information about the GNU General Public License can also be found on
  24  the world wide web at http://www.gnu.org.
  25
  26 HISTORY
  27 --------------------------------------------------------------------------------
  28 12/02/98   JSB   Created
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  30 ********************************************************************************
  31 COMMENTS, REFERENCES,  and NOTES
  32 ********************************************************************************
  33 [1] Cooke, Zyda, Pratt, and McGhee, "NPSNET: Flight Simulation Dynamic Modeling
  34     Using Quaternions", Presence, Vol. 1, No. 4, pp. 404-420  Naval Postgraduate
  35     School, January 1994
  36 [2] D. M. Henderson, "Euler Angles, Quaternions, and Transformation Matrices",
  37     JSC 12960, July 1977
  38 [3] Richard E. McFarland, "A Standard Kinematic Model for Flight Simulation at
  39     NASA-Ames", NASA CR-2497, January 1975
  40 [4] Barnes W. McCormick, "Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics",
  41     Wiley & Sons, 1979 ISBN 0-471-03032-5
  42 [5] Bernard Etkin, "Dynamics of Flight, Stability and Control", Wiley & Sons,
  43     1982 ISBN 0-471-08936-2
  44
  45   The order of rotations used in this class corresponds to a 3-2-1 sequence,
  46   or Y-P-R, or Z-Y-X, if you prefer.
  47
  48 ********************************************************************************
  49 SENTRY
  50 *******************************************************************************/
  51
  52 #ifndef FGROTATION_H
  53 #define FGROTATION_H
  54
  55 /*******************************************************************************
  56 INCLUDES
  57 *******************************************************************************/
  58
  59 #ifdef FGFS
  60 #  include <Include/compiler.h>
  61 #  ifdef FG_HAVE_STD_INCLUDES
  62 #    include <cmath>
  63 #  else
  64 #    include <math.h>
  65 #  endif
  66 #else
  67 #  include <cmath>
  68 #endif
  69
  70 #include "FGModel.h"
  71
  72 /*******************************************************************************
  73 CLASS DECLARATION
  74 *******************************************************************************/
  75
  76 class FGRotation : public FGModel
  77 {
  78 public:
  79   FGRotation(FGFDMExec*);
  80   ~FGRotation(void);
  81
  82   bool Run(void);
  83
  84   inline float GetP(void) {return P;}
  85   inline float GetQ(void) {return Q;}
  86   inline float GetR(void) {return R;}
  87
  88   inline float GetPdot(void) {return Pdot;}
  89   inline float GetQdot(void) {return Qdot;}
  90   inline float GetRdot(void) {return Rdot;}
  91
  92   inline float Getphi(void) {return phi;}
  93   inline float Gettht(void) {return tht;}
  94   inline float Getpsi(void) {return psi;}
  95
  96   inline float GetQ0(void) {return Q0;}
  97   inline float GetQ1(void) {return Q1;}
  98   inline float GetQ2(void) {return Q2;}
  99   inline float GetQ3(void) {return Q3;}
 100
 101   inline void SetP(float tt) {P = tt;}
 102   inline void SetQ(float tt) {Q = tt;}
 103   inline void SetR(float tt) {R = tt;}
 104
 105   inline void SetPQR(float t1, float t2, float t3) {P=t1;
 106                                                     Q=t2;
 107                                                     R=t3;}
 108
 109   inline void Setphi(float tt) {phi = tt;}
 110   inline void Settht(float tt) {tht = tt;}
 111   inline void Setpsi(float tt) {psi = tt;}
 112
 113   inline void SetEuler(float t1, float t2, float t3) {phi=t1;
 114                                                       tht=t2;
 115                                                       psi=t3;}
 116
 117   inline void SetQ0123(float t1, float t2, float t3, float t4) {Q0=t1;
 118                                                                 Q1=t2;
 119                                                                 Q2=t3;
 120                                                                 Q3=t4;}
 121
 122 protected:
 123
 124 private:
 125   float P, Q, R;
 126   float L, M, N;
 127   float Ixx, Iyy, Izz, Ixz;
 128   float Q0, Q1, Q2, Q3;
 129   float phi, tht, psi;
 130   float Pdot, Qdot, Rdot;
 131   float Q0dot, Q1dot, Q2dot, Q3dot;
 132   float lastPdot, lastQdot, lastRdot;
 133   float lastQ0dot, lastQ1dot, lastQ2dot, lastQ3dot;
 134   float dt;
 135   float T[4][4];
 136
 137   void GetState(void);
 138   void PutState(void);
 139 };
 140
 141 /******************************************************************************/
 142 #endif