src/Autopilot/newauto.cxx

   1 // newauto.cxx -- autopilot defines and prototypes (very alpha)
   2 //
   3 // Started April 1998  Copyright (C) 1998
   4 //
   5 // Contributions by Jeff Goeke-Smith <jgoeke@voyager.net>
   6 //                  Norman Vine <nhv@cape.com>
   7 //                  Curtis Olson <curt@flightgear.org>
   8 //
   9 // This program is free software; you can redistribute it and/or
  10 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  11 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  12 // License, or (at your option) any later version.
  13 //
  14 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  15 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17 // General Public License for more details.
  18 //
  19 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  20 // along with this program; if not, write to the Free Software
  21 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  22 //
  23 // $Id$
  24
  25
  26 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  27 #  include <config.h>
  28 #endif
  29
  30 #include <stdio.h>              // sprintf()
  31
  32 #include <simgear/constants.h>
  33 #include <simgear/debug/logstream.hxx>
  34 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  35
  36 #include <Cockpit/radiostack.hxx>
  37 #include <Controls/controls.hxx>
  38 #include <FDM/flight.hxx>
  39 #include <Main/bfi.hxx>
  40 #include <Main/globals.hxx>
  41 #include <Scenery/scenery.hxx>
  42
  43 #include "newauto.hxx"
  44
  45
  46 FGAutopilot *current_autopilot;
  47
  48
  49 // Climb speed constants
  50 const double min_climb = 70.0;  // kts
  51 const double best_climb = 75.0; // kts
  52 const double ideal_climb_rate = 500.0 * FEET_TO_METER; // fpm -> mpm
  53
  54 /// These statics will eventually go into the class
  55 /// they are just here while I am experimenting -- NHV :-)
  56 // AutoPilot Gain Adjuster members
  57 static double MaxRollAdjust;        // MaxRollAdjust       = 2 * APData->MaxRoll;
  58 static double RollOutAdjust;        // RollOutAdjust       = 2 * APData->RollOut;
  59 static double MaxAileronAdjust;     // MaxAileronAdjust    = 2 * APData->MaxAileron;
  60 static double RollOutSmoothAdjust;  // RollOutSmoothAdjust = 2 * APData->RollOutSmooth;
  61
  62 static char NewTgtAirportId[16];
  63 // static char NewTgtAirportLabel[] = "Enter New TgtAirport ID";
  64
  65 extern char *coord_format_lat(float);
  66 extern char *coord_format_lon(float);
  67
  68
  69 void FGAutopilot::MakeTargetLatLonStr( double lat, double lon ) {
  70     sprintf( TargetLatitudeStr , "%s", coord_format_lat(get_TargetLatitude()));
  71     sprintf( TargetLongitudeStr, "%s", coord_format_lon(get_TargetLongitude()));
  72     sprintf( TargetLatLonStr, "%s  %s", TargetLatitudeStr, TargetLongitudeStr );
  73 }
  74
  75
  76 void FGAutopilot::MakeTargetAltitudeStr( double altitude ) {
  77     if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_TERRAIN ) {
  78         sprintf( TargetAltitudeStr, "APAltitude  %6.0f+", altitude );
  79     } else {
  80         sprintf( TargetAltitudeStr, "APAltitude  %6.0f", altitude );
  81     }
  82 }
  83
  84
  85 void FGAutopilot::MakeTargetHeadingStr( double bearing ) {
  86     if( bearing < 0. ) {
  87         bearing += 360.;
  88     } else if (bearing > 360. ) {
  89         bearing -= 360.;
  90     }
  91     sprintf( TargetHeadingStr, "APHeading  %6.1f", bearing );
  92 }
  93
  94
  95 static inline double get_speed( void ) {
  96     return( cur_fdm_state->get_V_equiv_kts() );
  97 }
  98
  99 static inline double get_ground_speed() {
 100     // starts in ft/s so we convert to kts
 101     double ft_s = cur_fdm_state->get_V_ground_speed()
 102       * fgGetInt("/sim/speed-up"); // FIXME: inefficient
 103     double kts = ft_s * FEET_TO_METER * 3600 * METER_TO_NM;
 104
 105     return kts;
 106 }
 107
 108
 109 void FGAutopilot::MakeTargetWPStr( double distance ) {
 110     static time_t last_time = 0;
 111     time_t current_time = time(NULL);
 112     if ( last_time == current_time ) {
 113         return;
 114     }
 115
 116     last_time = current_time;
 117
 118     double accum = 0.0;
 119
 120     int size = globals->get_route()->size();
 121
 122     // start by wiping the strings
 123     TargetWP1Str[0] = 0;
 124     TargetWP2Str[0] = 0;
 125     TargetWP3Str[0] = 0;
 126
 127     // current route
 128     if ( size > 0 ) {
 129         SGWayPoint wp1 = globals->get_route()->get_waypoint( 0 );
 130         accum += distance;
 131         double eta = accum * METER_TO_NM / get_ground_speed();
 132         if ( eta >= 100.0 ) { eta = 99.999; }
 133         int major, minor;
 134         if ( eta < (1.0/6.0) ) {
 135             // within 10 minutes, bump up to min/secs
 136             eta *= 60.0;
 137         }
 138         major = (int)eta;
 139         minor = (int)((eta - (int)eta) * 60.0);
 140         sprintf( TargetWP1Str, "%s %.2f NM  ETA %d:%02d",
 141                  wp1.get_id().c_str(),
 142                  accum*METER_TO_NM, major, minor );
 143         // cout << "distance = " << distance*METER_TO_NM
 144         //      << "  gndsp = " << get_ground_speed()
 145         //      << "  time = " << eta
 146         //      << "  major = " << major
 147         //      << "  minor = " << minor
 148         //      << endl;
 149     }
 150
 151     // next route
 152     if ( size > 1 ) {
 153         SGWayPoint wp2 = globals->get_route()->get_waypoint( 1 );
 154         accum += wp2.get_distance();
 155
 156         double eta = accum * METER_TO_NM / get_ground_speed();
 157         if ( eta >= 100.0 ) { eta = 99.999; }
 158         int major, minor;
 159         if ( eta < (1.0/6.0) ) {
 160             // within 10 minutes, bump up to min/secs
 161             eta *= 60.0;
 162         }
 163         major = (int)eta;
 164         minor = (int)((eta - (int)eta) * 60.0);
 165         sprintf( TargetWP2Str, "%s %.2f NM  ETA %d:%02d",
 166                  wp2.get_id().c_str(),
 167                  accum*METER_TO_NM, major, minor );
 168     }
 169
 170     // next route
 171     if ( size > 2 ) {
 172         for ( int i = 2; i < size; ++i ) {
 173             accum += globals->get_route()->get_waypoint( i ).get_distance();
 174         }
 175
 176         SGWayPoint wpn = globals->get_route()->get_waypoint( size - 1 );
 177
 178         double eta = accum * METER_TO_NM / get_ground_speed();
 179         if ( eta >= 100.0 ) { eta = 99.999; }
 180         int major, minor;
 181         if ( eta < (1.0/6.0) ) {
 182             // within 10 minutes, bump up to min/secs
 183             eta *= 60.0;
 184         }
 185         major = (int)eta;
 186         minor = (int)((eta - (int)eta) * 60.0);
 187         sprintf( TargetWP3Str, "%s %.2f NM  ETA %d:%02d",
 188                  wpn.get_id().c_str(),
 189                  accum*METER_TO_NM, major, minor );
 190     }
 191 }
 192
 193
 194 void FGAutopilot::update_old_control_values() {
 195     old_aileron = controls.get_aileron();
 196     old_elevator = controls.get_elevator();
 197     old_elevator_trim = controls.get_elevator_trim();
 198     old_rudder = controls.get_rudder();
 199 }
 200
 201
 202 // Initialize autopilot subsystem
 203 void FGAutopilot::init() {
 204     FG_LOG( FG_AUTOPILOT, FG_INFO, "Init AutoPilot Subsystem" );
 205
 206     heading_hold = false ;      // turn the heading hold off
 207     altitude_hold = false ;     // turn the altitude hold off
 208     auto_throttle = false ;     // turn the auto throttle off
 209
 210     // Initialize target location to startup location
 211     old_lat = FGBFI::getLatitude();
 212     old_lon = FGBFI::getLongitude();
 213     // set_WayPoint( old_lon, old_lat, 0.0, "default" );
 214
 215     MakeTargetLatLonStr( get_TargetLatitude(), get_TargetLongitude() );
 216
 217     TargetHeading = 0.0;        // default direction, due north
 218     TargetAltitude = 3000;      // default altitude in meters
 219     alt_error_accum = 0.0;
 220     climb_error_accum = 0.0;
 221
 222     MakeTargetAltitudeStr( 3000.0);
 223     MakeTargetHeadingStr( 0.0 );
 224
 225     // These eventually need to be read from current_aircaft somehow.
 226
 227     // the maximum roll, in Deg
 228     MaxRoll = 20;
 229
 230     // the deg from heading to start rolling out at, in Deg
 231     RollOut = 20;
 232
 233     // how far can I move the aleron from center.
 234     MaxAileron = .2;
 235
 236     // Smoothing distance for alerion control
 237     RollOutSmooth = 10;
 238
 239     // Hardwired for now should be in options
 240     // 25% max control variablilty  0.5 / 2.0
 241     disengage_threshold = 1.0;
 242
 243 #if !defined( USING_SLIDER_CLASS )
 244     MaxRollAdjust = 2 * MaxRoll;
 245     RollOutAdjust = 2 * RollOut;
 246     MaxAileronAdjust = 2 * MaxAileron;
 247     RollOutSmoothAdjust = 2 * RollOutSmooth;
 248 #endif  // !defined( USING_SLIDER_CLASS )
 249
 250     update_old_control_values();
 251
 252     // Initialize GUI components of autopilot
 253     // NewTgtAirportInit();
 254     // fgAPAdjustInit() ;
 255     // NewHeadingInit();
 256     // NewAltitudeInit();
 257 };
 258
 259
 260 // Reset the autopilot system
 261 void FGAutopilot::reset() {
 262
 263     heading_hold = false ;      // turn the heading hold off
 264     altitude_hold = false ;     // turn the altitude hold off
 265     auto_throttle = false ;     // turn the auto throttle off
 266
 267     TargetHeading = 0.0;        // default direction, due north
 268     MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 269
 270     TargetAltitude = 3000;   // default altitude in meters
 271     MakeTargetAltitudeStr( TargetAltitude );
 272
 273     alt_error_accum = 0.0;
 274     climb_error_accum = 0.0;
 275
 276     update_old_control_values();
 277
 278     sprintf( NewTgtAirportId, "%s", fgGetString("/sim/startup/airport-id").c_str() );
 279
 280     // TargetLatitude = FGBFI::getLatitude();
 281     // TargetLongitude = FGBFI::getLongitude();
 282     // set_WayPoint( FGBFI::getLongitude(), FGBFI::getLatitude(), 0.0, "reset" );
 283
 284     MakeTargetLatLonStr( get_TargetLatitude(), get_TargetLongitude() );
 285 }
 286
 287
 288 static double NormalizeDegrees( double Input ) {
 289     // normalize the input to the range (-180,180]
 290     // Input should not be greater than -360 to 360.
 291     // Current rules send the output to an undefined state.
 292     if ( Input > 180 )
 293         while(Input > 180 )
 294             Input -= 360;
 295     else if ( Input <= -180 )
 296         while ( Input <= -180 )
 297             Input += 360;
 298     return ( Input );
 299 };
 300
 301 static double LinearExtrapolate( double x, double x1, double y1, double x2, double y2 ) {
 302     // This procedure extrapolates the y value for the x posistion on a line defined by x1,y1; x2,y2
 303     //assert(x1 != x2); // Divide by zero error.  Cold abort for now
 304
 305         // Could be
 306         // static double y = 0.0;
 307         // double dx = x2 -x1;
 308         // if( (dx < -FG_EPSILON ) || ( dx > FG_EPSILON ) )
 309         // {
 310
 311     double m, b, y;          // the constants to find in y=mx+b
 312     // double m, b;
 313
 314     m = ( y2 - y1 ) / ( x2 - x1 );   // calculate the m
 315
 316     b = y1 - m * x1;       // calculate the b
 317
 318     y = m * x + b;       // the final calculation
 319
 320     // }
 321
 322     return ( y );
 323
 324 };
 325
 326
 327 int FGAutopilot::run() {
 328     // Remove the following lines when the calling funcitons start
 329     // passing in the data pointer
 330
 331     // get control settings
 332     // double aileron = FGBFI::getAileron();
 333     // double elevator = FGBFI::getElevator();
 334     // double elevator_trim = FGBFI::getElevatorTrim();
 335     // double rudder = FGBFI::getRudder();
 336
 337     double lat = FGBFI::getLatitude();
 338     double lon = FGBFI::getLongitude();
 339     double alt = FGBFI::getAltitude() * FEET_TO_METER;
 340
 341 #ifdef FG_FORCE_AUTO_DISENGAGE
 342     // see if somebody else has changed them
 343     if( fabs(aileron - old_aileron) > disengage_threshold ||
 344         fabs(elevator - old_elevator) > disengage_threshold ||
 345         fabs(elevator_trim - old_elevator_trim) >
 346         disengage_threshold ||
 347         fabs(rudder - old_rudder) > disengage_threshold )
 348     {
 349         // if controls changed externally turn autopilot off
 350         waypoint_hold = false ;   // turn the target hold off
 351         heading_hold = false ;    // turn the heading hold off
 352         altitude_hold = false ;   // turn the altitude hold off
 353         terrain_follow = false;   // turn the terrain_follow hold off
 354         // auto_throttle = false; // turn the auto_throttle off
 355
 356         // stash this runs control settings
 357         old_aileron = aileron;
 358         old_elevator = elevator;
 359         old_elevator_trim = elevator_trim;
 360         old_rudder = rudder;
 361
 362         return 0;
 363     }
 364 #endif
 365
 366     // heading hold
 367     if ( heading_hold == true ) {
 368
 369         if ( heading_mode == FG_HEADING_LOCK ) {
 370             // leave target heading alone
 371         } else if ( heading_mode == FG_HEADING_NAV1 ) {
 372             double tgt_radial;
 373             double cur_radial;
 374             if ( current_radiostack->get_nav1_loc() ) {
 375                 // localizers radials are "true"
 376                 tgt_radial = current_radiostack->get_nav1_radial();
 377             } else {
 378                 tgt_radial = current_radiostack->get_nav1_radial() +
 379                     current_radiostack->get_nav1_magvar();
 380             }
 381             cur_radial = current_radiostack->get_nav1_heading() +
 382                     current_radiostack->get_nav1_magvar();
 383             // cout << "target rad (true) = " << tgt_radial
 384             //      << "  current rad (true) = " << cur_radial
 385             //      << endl;
 386
 387             double diff = (tgt_radial - cur_radial);
 388             while ( diff < -180.0 ) { diff += 360.0; }
 389             while ( diff > 180.0 ) { diff -= 360.0; }
 390
 391             diff *= (current_radiostack->get_nav1_loc_dist() * METER_TO_NM);
 392             if ( diff < -30.0 ) { diff = -30.0; }
 393             if ( diff >  30.0 ) { diff =  30.0; }
 394
 395             TargetHeading = cur_radial - diff;
 396             while ( TargetHeading <   0.0 ) { TargetHeading += 360.0; }
 397             while ( TargetHeading > 360.0 ) { TargetHeading -= 360.0; }
 398             MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 399             // cout << "target course (true) = " << TargetHeading << endl;
 400         } else if ( heading_mode == FG_HEADING_WAYPOINT ) {
 401             // update target heading to waypoint
 402
 403             double wp_course, wp_distance;
 404
 405 #ifdef DO_fgAP_CORRECTED_COURSE
 406             // compute course made good
 407             // this needs lots of special casing before use
 408             double course, reverse, distance, corrected_course;
 409             // need to test for iter
 410             geo_inverse_wgs_84( 0, //fgAPget_altitude(),
 411                                 old_lat,
 412                                 old_lon,
 413                                 lat,
 414                                 lon,
 415                                 &course,
 416                                 &reverse,
 417                                 &distance );
 418 #endif // DO_fgAP_CORRECTED_COURSE
 419
 420             // compute course to way_point
 421             // need to test for iter
 422             SGWayPoint wp = globals->get_route()->get_first();
 423             wp.CourseAndDistance( lon, lat, alt,
 424                                   &wp_course, &wp_distance );
 425
 426 #ifdef DO_fgAP_CORRECTED_COURSE
 427             corrected_course = course - wp_course;
 428             if( fabs(corrected_course) > 0.1 )
 429                 printf("fgAP: course %f  wp_course %f  %f  %f\n",
 430                        course, wp_course, fabs(corrected_course),
 431                        distance );
 432 #endif // DO_fgAP_CORRECTED_COURSE
 433
 434             if ( wp_distance > 100 ) {
 435                 // corrected_course = course - wp_course;
 436                 TargetHeading = NormalizeDegrees(wp_course);
 437             } else {
 438                 cout << "Reached waypoint within " << wp_distance << "meters"
 439                      << endl;
 440
 441                 // pop off this waypoint from the list
 442                 if ( globals->get_route()->size() ) {
 443                     globals->get_route()->delete_first();
 444                 }
 445
 446                 // see if there are more waypoints on the list
 447                 if ( globals->get_route()->size() ) {
 448                     // more waypoints
 449                     set_HeadingMode( FG_HEADING_WAYPOINT );
 450                 } else {
 451                     // end of the line
 452                     heading_mode = FG_HEADING_LOCK;
 453                     // use current heading
 454                     TargetHeading = FGBFI::getHeading();
 455                 }
 456             }
 457             MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 458             // Force this just in case
 459             TargetDistance = wp_distance;
 460             MakeTargetWPStr( wp_distance );
 461         }
 462
 463         double RelHeading;
 464         double TargetRoll;
 465         double RelRoll;
 466         double AileronSet;
 467
 468         RelHeading = NormalizeDegrees( TargetHeading - FGBFI::getHeading() );
 469         // figure out how far off we are from desired heading
 470
 471         // Now it is time to deterime how far we should be rolled.
 472         FG_LOG( FG_AUTOPILOT, FG_DEBUG, "RelHeading: " << RelHeading );
 473
 474
 475         // Check if we are further from heading than the roll out point
 476         if ( fabs( RelHeading ) > RollOut ) {
 477             // set Target Roll to Max in desired direction
 478             if ( RelHeading < 0 ) {
 479                 TargetRoll = 0 - MaxRoll;
 480             } else {
 481                 TargetRoll = MaxRoll;
 482             }
 483         } else {
 484             // We have to calculate the Target roll
 485
 486             // This calculation engine thinks that the Target roll
 487             // should be a line from (RollOut,MaxRoll) to (-RollOut,
 488             // -MaxRoll) I hope this works well.  If I get ambitious
 489             // some day this might become a fancier curve or
 490             // something.
 491
 492             TargetRoll = LinearExtrapolate( RelHeading, -RollOut,
 493                                             -MaxRoll, RollOut,
 494                                             MaxRoll );
 495         }
 496
 497         // Target Roll has now been Found.
 498
 499         // Compare Target roll to Current Roll, Generate Rel Roll
 500
 501         FG_LOG( FG_COCKPIT, FG_BULK, "TargetRoll: " << TargetRoll );
 502
 503         RelRoll = NormalizeDegrees( TargetRoll - FGBFI::getRoll() );
 504
 505         // Check if we are further from heading than the roll out smooth point
 506         if ( fabs( RelRoll ) > RollOutSmooth ) {
 507             // set Target Roll to Max in desired direction
 508             if ( RelRoll < 0 ) {
 509                 AileronSet = 0 - MaxAileron;
 510             } else {
 511                 AileronSet = MaxAileron;
 512             }
 513         } else {
 514             AileronSet = LinearExtrapolate( RelRoll, -RollOutSmooth,
 515                                             -MaxAileron,
 516                                             RollOutSmooth,
 517                                             MaxAileron );
 518         }
 519
 520         controls.set_aileron( AileronSet );
 521         controls.set_rudder( AileronSet / 4.0 );
 522         // controls.set_rudder( 0.0 );
 523     }
 524
 525     // altitude hold
 526     if ( altitude_hold ) {
 527         double speed, max_climb, error;
 528         double prop_error, int_error;
 529         double prop_adj, int_adj, total_adj;
 530
 531         if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_LOCK ) {
 532             // normal altitude hold
 533             // cout << "TargetAltitude = " << TargetAltitude
 534             //      << "Altitude = " << FGBFI::getAltitude() * FEET_TO_METER
 535             //      << endl;
 536             TargetClimbRate =
 537                 ( TargetAltitude - FGBFI::getAltitude() * FEET_TO_METER ) * 8.0;
 538         } else if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_GS1 ) {
 539             double x = current_radiostack->get_nav1_gs_dist();
 540             double y = (FGBFI::getAltitude()
 541                         - current_radiostack->get_nav1_elev()) * FEET_TO_METER;
 542             double current_angle = atan2( y, x ) * RAD_TO_DEG;
 543             // cout << "current angle = " << current_angle << endl;
 544
 545             double target_angle = current_radiostack->get_nav1_target_gs();
 546             // cout << "target angle = " << target_angle << endl;
 547
 548             double gs_diff = target_angle - current_angle;
 549             // cout << "difference from desired = " << gs_diff << endl;
 550
 551             // convert desired vertical path angle into a climb rate
 552             double des_angle = current_angle - 10 * gs_diff;
 553             // cout << "desired angle = " << des_angle << endl;
 554
 555             // convert to meter/min
 556             // cout << "raw ground speed = " << cur_fdm_state->get_V_ground_speed() << endl;
 557             double horiz_vel = cur_fdm_state->get_V_ground_speed()
 558                 * FEET_TO_METER * 60.0;
 559             // cout << "Horizontal vel = " << horiz_vel << endl;
 560             TargetClimbRate = -sin( des_angle * DEG_TO_RAD ) * horiz_vel;
 561             // cout << "TargetClimbRate = " << TargetClimbRate << endl;
 562             /* climb_error_accum += gs_diff * 2.0; */
 563             /* TargetClimbRate = gs_diff * 200.0 + climb_error_accum; */
 564         } else if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_TERRAIN ) {
 565             // brain dead ground hugging with no look ahead
 566             TargetClimbRate =
 567                 ( TargetAGL - FGBFI::getAGL()*FEET_TO_METER ) * 16.0;
 568             // cout << "target agl = " << TargetAGL
 569             //      << "  current agl = " << fgAPget_agl()
 570             //      << "  target climb rate = " << TargetClimbRate
 571             //      << endl;
 572         } else {
 573             // just try to zero out rate of climb ...
 574             TargetClimbRate = 0.0;
 575         }
 576
 577         speed = get_speed();
 578
 579         if ( speed < min_climb ) {
 580             max_climb = 0.0;
 581         } else if ( speed < best_climb ) {
 582             max_climb = ((best_climb - min_climb) - (best_climb - speed))
 583                 * ideal_climb_rate
 584                 / (best_climb - min_climb);
 585         } else {
 586             max_climb = ( speed - best_climb ) * 10.0 + ideal_climb_rate;
 587         }
 588
 589         // this first one could be optional if we wanted to allow
 590         // better climb performance assuming we have the airspeed to
 591         // support it.
 592         if ( TargetClimbRate > ideal_climb_rate ) {
 593             TargetClimbRate = ideal_climb_rate;
 594         }
 595
 596         if ( TargetClimbRate > max_climb ) {
 597             TargetClimbRate = max_climb;
 598         }
 599
 600         if ( TargetClimbRate < -ideal_climb_rate ) {
 601             TargetClimbRate = -ideal_climb_rate;
 602         }
 603
 604         error = FGBFI::getVerticalSpeed() * FEET_TO_METER - TargetClimbRate;
 605         // cout << "climb rate = " << fgAPget_climb()
 606         //      << "  error = " << error << endl;
 607
 608         // accumulate the error under the curve ... this really should
 609         // be *= delta t
 610         alt_error_accum += error;
 611
 612         // calculate integral error, and adjustment amount
 613         int_error = alt_error_accum;
 614         // printf("error = %.2f  int_error = %.2f\n", error, int_error);
 615         int_adj = int_error / 20000.0;
 616
 617         // caclulate proportional error
 618         prop_error = error;
 619         prop_adj = prop_error / 2000.0;
 620
 621         total_adj = 0.9 * prop_adj + 0.1 * int_adj;
 622         // if ( total_adj > 0.6 ) {
 623         //     total_adj = 0.6;
 624         // } else if ( total_adj < -0.2 ) {
 625         //     total_adj = -0.2;
 626         // }
 627         if ( total_adj > 1.0 ) {
 628             total_adj = 1.0;
 629         } else if ( total_adj < -1.0 ) {
 630             total_adj = -1.0;
 631         }
 632
 633         controls.set_elevator( total_adj );
 634     }
 635
 636     // auto throttle
 637     if ( auto_throttle ) {
 638         double error;
 639         double prop_error, int_error;
 640         double prop_adj, int_adj, total_adj;
 641
 642         error = TargetSpeed - get_speed();
 643
 644         // accumulate the error under the curve ... this really should
 645         // be *= delta t
 646         speed_error_accum += error;
 647         if ( speed_error_accum > 2000.0 ) {
 648             speed_error_accum = 2000.0;
 649         }
 650         else if ( speed_error_accum < -2000.0 ) {
 651             speed_error_accum = -2000.0;
 652         }
 653
 654         // calculate integral error, and adjustment amount
 655         int_error = speed_error_accum;
 656
 657         // printf("error = %.2f  int_error = %.2f\n", error, int_error);
 658         int_adj = int_error / 200.0;
 659
 660         // caclulate proportional error
 661         prop_error = error;
 662         prop_adj = 0.5 + prop_error / 50.0;
 663
 664         total_adj = 0.9 * prop_adj + 0.1 * int_adj;
 665         if ( total_adj > 1.0 ) {
 666             total_adj = 1.0;
 667         }
 668         else if ( total_adj < 0.0 ) {
 669             total_adj = 0.0;
 670         }
 671
 672         controls.set_throttle( FGControls::ALL_ENGINES, total_adj );
 673     }
 674
 675 #ifdef THIS_CODE_IS_NOT_USED
 676     if (Mode == 2) // Glide slope hold
 677         {
 678             double RelSlope;
 679             double RelElevator;
 680
 681             // First, calculate Relative slope and normalize it
 682             RelSlope = NormalizeDegrees( TargetSlope - get_pitch());
 683
 684             // Now calculate the elevator offset from current angle
 685             if ( abs(RelSlope) > SlopeSmooth )
 686                 {
 687                     if ( RelSlope < 0 )     //  set RelElevator to max in the correct direction
 688                         RelElevator = -MaxElevator;
 689                     else
 690                         RelElevator = MaxElevator;
 691                 }
 692
 693             else
 694                 RelElevator = LinearExtrapolate(RelSlope,-SlopeSmooth,-MaxElevator,SlopeSmooth,MaxElevator);
 695
 696             // set the elevator
 697             fgElevMove(RelElevator);
 698
 699         }
 700 #endif // THIS_CODE_IS_NOT_USED
 701
 702     // stash this runs control settings
 703     //  update_old_control_values();
 704     old_aileron = controls.get_aileron();
 705     old_elevator = controls.get_elevator();
 706     old_elevator_trim = controls.get_elevator_trim();
 707     old_rudder = controls.get_rudder();
 708
 709     // for cross track error
 710     old_lat = lat;
 711     old_lon = lon;
 712
 713         // Ok, we are done
 714     return 0;
 715 }
 716
 717
 718 void FGAutopilot::set_HeadingMode( fgAutoHeadingMode mode ) {
 719     heading_mode = mode;
 720
 721     if ( heading_mode == FG_HEADING_LOCK ) {
 722         // set heading hold to current heading
 723         TargetHeading = FGBFI::getHeading();
 724     } else if ( heading_mode == FG_HEADING_WAYPOINT ) {
 725         if ( globals->get_route()->size() ) {
 726             double course, distance;
 727
 728             old_lat = FGBFI::getLatitude();
 729             old_lon = FGBFI::getLongitude();
 730
 731             waypoint = globals->get_route()->get_first();
 732             waypoint.CourseAndDistance( FGBFI::getLongitude(),
 733                                         FGBFI::getLatitude(),
 734                                         FGBFI::getLatitude() * FEET_TO_METER,
 735                                         &course, &distance );
 736             TargetHeading = course;
 737             TargetDistance = distance;
 738             MakeTargetLatLonStr( waypoint.get_target_lat(),
 739                                  waypoint.get_target_lon() );
 740             MakeTargetWPStr( distance );
 741
 742             if ( waypoint.get_target_alt() > 0.0 ) {
 743                 TargetAltitude = waypoint.get_target_alt();
 744                 altitude_mode = FG_ALTITUDE_LOCK;
 745                 set_AltitudeEnabled( true );
 746                 MakeTargetAltitudeStr( TargetAltitude * METER_TO_FEET );
 747             }
 748
 749             FG_LOG( FG_COCKPIT, FG_INFO, " set_HeadingMode: ( "
 750                     << get_TargetLatitude()  << " "
 751                     << get_TargetLongitude() << " ) "
 752                     );
 753         } else {
 754             // no more way points, default to heading lock.
 755             heading_mode = FG_HEADING_LOCK;
 756             TargetHeading = FGBFI::getHeading();
 757         }
 758     }
 759
 760     MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 761     update_old_control_values();
 762 }
 763
 764
 765 void FGAutopilot::set_AltitudeMode( fgAutoAltitudeMode mode ) {
 766     altitude_mode = mode;
 767
 768     alt_error_accum = 0.0;
 769
 770     if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_LOCK ) {
 771         // lock at current altitude
 772         TargetAltitude = FGBFI::getAltitude() * FEET_TO_METER;
 773
 774         if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 775             MakeTargetAltitudeStr( TargetAltitude * METER_TO_FEET );
 776         } else {
 777             MakeTargetAltitudeStr( TargetAltitude * METER_TO_FEET );
 778         }
 779     } else if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_GS1 ) {
 780         climb_error_accum = 0.0;
 781
 782     } else if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_TERRAIN ) {
 783         TargetAGL = FGBFI::getAGL() * FEET_TO_METER;
 784
 785         if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 786             MakeTargetAltitudeStr( TargetAGL * METER_TO_FEET );
 787         } else {
 788             MakeTargetAltitudeStr( TargetAGL * METER_TO_FEET );
 789         }
 790     }
 791
 792     update_old_control_values();
 793     FG_LOG( FG_COCKPIT, FG_INFO, " set_AltitudeMode():" );
 794 }
 795
 796
 797 #if 0
 798 static inline double get_aoa( void ) {
 799     return( cur_fdm_state->get_Gamma_vert_rad() * RAD_TO_DEG );
 800 }
 801
 802 static inline double fgAPget_latitude( void ) {
 803     return( cur_fdm_state->get_Latitude() * RAD_TO_DEG );
 804 }
 805
 806 static inline double fgAPget_longitude( void ) {
 807     return( cur_fdm_state->get_Longitude() * RAD_TO_DEG );
 808 }
 809
 810 static inline double fgAPget_roll( void ) {
 811     return( cur_fdm_state->get_Phi() * RAD_TO_DEG );
 812 }
 813
 814 static inline double get_pitch( void ) {
 815     return( cur_fdm_state->get_Theta() );
 816 }
 817
 818 double fgAPget_heading( void ) {
 819     return( cur_fdm_state->get_Psi() * RAD_TO_DEG );
 820 }
 821
 822 static inline double fgAPget_altitude( void ) {
 823     return( cur_fdm_state->get_Altitude() * FEET_TO_METER );
 824 }
 825
 826 static inline double fgAPget_climb( void ) {
 827     // return in meters per minute
 828     return( cur_fdm_state->get_Climb_Rate() * FEET_TO_METER * 60 );
 829 }
 830
 831 static inline double get_sideslip( void ) {
 832     return( cur_fdm_state->get_Beta() );
 833 }
 834
 835 static inline double fgAPget_agl( void ) {
 836     double agl;
 837
 838     agl = cur_fdm_state->get_Altitude() * FEET_TO_METER
 839         - scenery.cur_elev;
 840
 841     return( agl );
 842 }
 843 #endif
 844
 845
 846 void FGAutopilot::AltitudeSet( double new_altitude ) {
 847     double target_alt = new_altitude;
 848
 849     // cout << "new altitude = " << new_altitude << endl;
 850
 851     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 852         target_alt = new_altitude * FEET_TO_METER;
 853     }
 854
 855     if( target_alt < scenery.cur_elev ) {
 856         target_alt = scenery.cur_elev;
 857     }
 858
 859     TargetAltitude = target_alt;
 860     altitude_mode = FG_ALTITUDE_LOCK;
 861
 862     // cout << "TargetAltitude = " << TargetAltitude << endl;
 863
 864     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 865         target_alt *= METER_TO_FEET;
 866     }
 867     // ApAltitudeDialogInput->setValue((float)target_alt);
 868     MakeTargetAltitudeStr( target_alt );
 869
 870     update_old_control_values();
 871 }
 872
 873
 874 void FGAutopilot::AltitudeAdjust( double inc )
 875 {
 876     double target_alt, target_agl;
 877
 878     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 879         target_alt = TargetAltitude * METER_TO_FEET;
 880         target_agl = TargetAGL * METER_TO_FEET;
 881     } else {
 882         target_alt = TargetAltitude;
 883         target_agl = TargetAGL;
 884     }
 885
 886     // cout << "target_agl = " << target_agl << endl;
 887     // cout << "target_agl / inc = " << target_agl / inc << endl;
 888     // cout << "(int)(target_agl / inc) = " << (int)(target_agl / inc) << endl;
 889
 890     if ( fabs((int)(target_alt / inc) * inc - target_alt) < FG_EPSILON ) {
 891         target_alt += inc;
 892     } else {
 893         target_alt = ( int ) ( target_alt / inc ) * inc + inc;
 894     }
 895
 896     if ( fabs((int)(target_agl / inc) * inc - target_agl) < FG_EPSILON ) {
 897         target_agl += inc;
 898     } else {
 899         target_agl = ( int ) ( target_agl / inc ) * inc + inc;
 900     }
 901
 902     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" ) {
 903         target_alt *= FEET_TO_METER;
 904         target_agl *= FEET_TO_METER;
 905     }
 906
 907     TargetAltitude = target_alt;
 908     TargetAGL = target_agl;
 909
 910     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" )
 911         target_alt *= METER_TO_FEET;
 912     if ( fgGetString("/sim/startup/units") == "feet" )
 913         target_agl *= METER_TO_FEET;
 914
 915     if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_LOCK ) {
 916         MakeTargetAltitudeStr( target_alt );
 917     } else if ( altitude_mode == FG_ALTITUDE_TERRAIN ) {
 918         MakeTargetAltitudeStr( target_agl );
 919     }
 920
 921     update_old_control_values();
 922 }
 923
 924
 925 void FGAutopilot::HeadingAdjust( double inc ) {
 926     heading_mode = FG_HEADING_LOCK;
 927
 928     double target = ( int ) ( TargetHeading / inc ) * inc + inc;
 929
 930     TargetHeading = NormalizeDegrees( target );
 931     // following cast needed ambiguous plib
 932     // ApHeadingDialogInput -> setValue ((float)TargetHeading );
 933     MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 934     update_old_control_values();
 935 }
 936
 937
 938 void FGAutopilot::HeadingSet( double new_heading ) {
 939     heading_mode = FG_HEADING_LOCK;
 940
 941     new_heading = NormalizeDegrees( new_heading );
 942     TargetHeading = new_heading;
 943     // following cast needed ambiguous plib
 944     // ApHeadingDialogInput -> setValue ((float)APData->TargetHeading );
 945     MakeTargetHeadingStr( TargetHeading );
 946     update_old_control_values();
 947 }
 948
 949 void FGAutopilot::AutoThrottleAdjust( double inc ) {
 950     double target = ( int ) ( TargetSpeed / inc ) * inc + inc;
 951
 952     TargetSpeed = target;
 953 }
 954
 955
 956 void FGAutopilot::set_AutoThrottleEnabled( bool value ) {
 957     auto_throttle = value;
 958
 959     if ( auto_throttle == true ) {
 960         TargetSpeed = FGBFI::getAirspeed();
 961         speed_error_accum = 0.0;
 962     }
 963
 964     update_old_control_values();
 965     FG_LOG( FG_COCKPIT, FG_INFO, " fgAPSetAutoThrottle: ("
 966             << auto_throttle << ") " << TargetSpeed );
 967 }