src/Autopilot/xmlauto.cxx

   1 // xmlauto.cxx - a more flexible, generic way to build autopilots
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started January 2004.
   4 //
   5 // Copyright (C) 2004  Curtis L. Olson  - curt@flightgear.org
   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
  23
  24 #include <simgear/structure/exception.hxx>
  25 #include <simgear/misc/sg_path.hxx>
  26
  27 #include <Main/fg_props.hxx>
  28 #include <Main/globals.hxx>
  29
  30 #include "xmlauto.hxx"
  31
  32
  33 FGPIDController::FGPIDController( SGPropertyNode *node ):
  34     debug( false ),
  35     y_n( 0.0 ),
  36     r_n( 0.0 ),
  37     y_scale( 1.0 ),
  38     r_scale( 1.0 ),
  39     Kp( 0.0 ),
  40     alpha( 0.1 ),
  41     beta( 1.0 ),
  42     gamma( 0.0 ),
  43     Ti( 0.0 ),
  44     Td( 0.0 ),
  45     u_min( 0.0 ),
  46     u_max( 0.0 ),
  47     ep_n_1( 0.0 ),
  48     edf_n_1( 0.0 ),
  49     edf_n_2( 0.0 ),
  50     u_n_1( 0.0 )
  51 {
  52     int i;
  53     for ( i = 0; i < node->nChildren(); ++i ) {
  54         SGPropertyNode *child = node->getChild(i);
  55         string cname = child->getName();
  56         string cval = child->getStringValue();
  57         if ( cname == "name" ) {
  58             name = cval;
  59         } else if ( cname == "debug" ) {
  60             debug = child->getBoolValue();
  61         } else if ( cname == "enable" ) {
  62             // cout << "parsing enable" << endl;
  63             SGPropertyNode *prop = child->getChild( "prop" );
  64             if ( prop != NULL ) {
  65                 // cout << "prop = " << prop->getStringValue() << endl;
  66                 enable_prop = fgGetNode( prop->getStringValue(), true );
  67             } else {
  68                 // cout << "no prop child" << endl;
  69             }
  70             SGPropertyNode *val = child->getChild( "value" );
  71             if ( val != NULL ) {
  72                 enable_value = val->getStringValue();
  73             }
  74         } else if ( cname == "input" ) {
  75             SGPropertyNode *prop = child->getChild( "prop" );
  76             if ( prop != NULL ) {
  77                 input_prop = fgGetNode( prop->getStringValue(), true );
  78             }
  79             prop = child->getChild( "scale" );
  80             if ( prop != NULL ) {
  81                 y_scale = prop->getDoubleValue();
  82             }
  83         } else if ( cname == "reference" ) {
  84             SGPropertyNode *prop = child->getChild( "prop" );
  85             if ( prop != NULL ) {
  86                 r_n_prop = fgGetNode( prop->getStringValue(), true );
  87             } else {
  88                 prop = child->getChild( "value" );
  89                 if ( prop != NULL ) {
  90                     r_n = prop->getDoubleValue();
  91                 }
  92             }
  93             prop = child->getChild( "scale" );
  94             if ( prop != NULL ) {
  95                 r_scale = prop->getDoubleValue();
  96             }
  97         } else if ( cname == "output" ) {
  98             int i = 0;
  99             SGPropertyNode *prop;
 100             while ( (prop = child->getChild("prop", i)) != NULL ) {
 101                 SGPropertyNode *tmp = fgGetNode( prop->getStringValue(), true );
 102                 output_list.push_back( tmp );
 103                 i++;
 104             }
 105         } else if ( cname == "config" ) {
 106             SGPropertyNode *prop;
 107
 108             prop = child->getChild( "Kp" );
 109             if ( prop != NULL ) {
 110                 Kp = prop->getDoubleValue();
 111             }
 112
 113             prop = child->getChild( "beta" );
 114             if ( prop != NULL ) {
 115                 beta = prop->getDoubleValue();
 116             }
 117
 118             prop = child->getChild( "alpha" );
 119             if ( prop != NULL ) {
 120                 alpha = prop->getDoubleValue();
 121             }
 122
 123             prop = child->getChild( "gamma" );
 124             if ( prop != NULL ) {
 125                 gamma = prop->getDoubleValue();
 126             }
 127
 128             prop = child->getChild( "Ti" );
 129             if ( prop != NULL ) {
 130                 Ti = prop->getDoubleValue();
 131             }
 132
 133             prop = child->getChild( "Td" );
 134             if ( prop != NULL ) {
 135                 Td = prop->getDoubleValue();
 136             }
 137
 138             prop = child->getChild( "u_min" );
 139             if ( prop != NULL ) {
 140                 u_min = prop->getDoubleValue();
 141             }
 142
 143             prop = child->getChild( "u_max" );
 144             if ( prop != NULL ) {
 145                 u_max = prop->getDoubleValue();
 146             }
 147         } else {
 148             SG_LOG( SG_AUTOPILOT, SG_WARN, "Error in autopilot config logic" );
 149             if ( name.length() ) {
 150                 SG_LOG( SG_AUTOPILOT, SG_WARN, "Section = " << name );
 151             }
 152         }
 153     }
 154 }
 155
 156
 157 /*
 158  * Roy Vegard Ovesen:
 159  *
 160  * Ok! Here is the PID controller algorithm that I would like to see
 161  * implemented:
 162  *
 163  *   delta_u_n = Kp * [ (ep_n - ep_n-1) + ((Ts/Ti)*e_n)
 164  *               + (Td/Ts)*(edf_n - 2*edf_n-1 + edf_n-2) ]
 165  *
 166  *   u_n = u_n-1 + delta_u_n
 167  *
 168  * where:
 169  *
 170  * delta_u : The incremental output
 171  * Kp      : Proportional gain
 172  * ep      : Proportional error with reference weighing
 173  *           ep = beta * r - y
 174  *           where:
 175  *           beta : Weighing factor
 176  *           r    : Reference (setpoint)
 177  *           y    : Process value, measured
 178  * e       : Error
 179  *           e = r - y
 180  * Ts      : Sampling interval
 181  * Ti      : Integrator time
 182  * Td      : Derivator time
 183  * edf     : Derivate error with reference weighing and filtering
 184  *           edf_n = edf_n-1 / ((Ts/Tf) + 1) + ed_n * (Ts/Tf) / ((Ts/Tf) + 1)
 185  *           where:
 186  *           Tf : Filter time
 187  *           Tf = alpha * Td , where alpha usually is set to 0.1
 188  *           ed : Unfiltered derivate error with reference weighing
 189  *             ed = gamma * r - y
 190  *             where:
 191  *             gamma : Weighing factor
 192  *
 193  * u       : absolute output
 194  *
 195  * Index n means the n'th value.
 196  *
 197  *
 198  * Inputs:
 199  * enabled ,
 200  * y_n , r_n , beta=1 , gamma=0 , alpha=0.1 ,
 201  * Kp , Ti , Td , Ts (is the sampling time available?)
 202  * u_min , u_max
 203  *
 204  * Output:
 205  * u_n
 206  */
 207
 208 void FGPIDController::update( double dt ) {
 209     double ep_n;            // proportional error with reference weighing
 210     double e_n;             // error
 211     double ed_n;            // derivative error
 212     double edf_n;           // derivative error filter
 213     double Tf;              // filter time
 214     double delta_u_n = 0.0; // incremental output
 215     double u_n = 0.0;       // absolute output
 216     double Ts = dt;         // Sampling interval (sec)
 217
 218     if ( Ts <= 0.0 ) {
 219         // do nothing if time step is not positive (i.e. no time has
 220         // elapsed)
 221         return;
 222     }
 223
 224     if (enable_prop != NULL && enable_prop->getStringValue() == enable_value) {
 225         if ( !enabled ) {
 226             // first time being enabled, seed u_n with current
 227             // property tree value
 228             u_n = output_list[0]->getDoubleValue();
 229             // and clip
 230             if ( u_n < u_min ) { u_n = u_min; }
 231             if ( u_n > u_max ) { u_n = u_max; }
 232             u_n_1 = u_n;
 233         }
 234         enabled = true;
 235     } else {
 236         enabled = false;
 237     }
 238
 239     if ( enabled && Ts > 0.0) {
 240         if ( debug ) cout << "Updating " << name << endl;
 241
 242         double y_n = 0.0;
 243         if ( input_prop != NULL ) {
 244             y_n = input_prop->getDoubleValue() * y_scale;
 245         }
 246
 247         double r_n = 0.0;
 248         if ( r_n_prop != NULL ) {
 249             r_n = r_n_prop->getDoubleValue() * r_scale;
 250         } else {
 251             r_n = r_n_value;
 252         }
 253
 254         if ( debug ) cout << "  input = " << y_n << " ref = " << r_n << endl;
 255
 256         // Calculates proportional error:
 257         ep_n = beta * r_n - y_n;
 258         if ( debug ) cout << "  ep_n = " << ep_n;
 259         if ( debug ) cout << "  ep_n_1 = " << ep_n_1;
 260
 261         // Calculates error:
 262         e_n = r_n - y_n;
 263         if ( debug ) cout << " e_n = " << e_n;
 264
 265         // Calculates derivate error:
 266         ed_n = gamma * r_n - y_n;
 267         if ( debug ) cout << " ed_n = " << ed_n;
 268
 269         if ( Td > 0.0 ) {
 270             // Calculates filter time:
 271             Tf = alpha * Td;
 272             if ( debug ) cout << " Tf = " << Tf;
 273
 274             // Filters the derivate error:
 275             edf_n = edf_n_1 / (Ts/Tf + 1)
 276                 + ed_n * (Ts/Tf) / (Ts/Tf + 1);
 277             if ( debug ) cout << " edf_n = " << edf_n;
 278         } else {
 279             edf_n = ed_n;
 280         }
 281
 282         // Calculates the incremental output:
 283         if ( Ti > 0.0 ) {
 284             delta_u_n = Kp * ( (ep_n - ep_n_1)
 285                                + ((Ts/Ti) * e_n)
 286                                + ((Td/Ts) * (edf_n - 2*edf_n_1 + edf_n_2)) );
 287         } else if ( Ti <= 0.0 ) {
 288             delta_u_n = Kp * ( (ep_n - ep_n_1)
 289                                + ((Td/Ts) * (edf_n - 2*edf_n_1 + edf_n_2)) );
 290         }
 291
 292         if ( debug ) {
 293             cout << " delta_u_n = " << delta_u_n << endl;
 294             cout << "P:" << Kp * (ep_n - ep_n_1)
 295                  << " I:" << Kp * ((Ts/Ti) * e_n)
 296                  << " D:" << Kp * ((Td/Ts) * (edf_n - 2*edf_n_1 + edf_n_2))
 297                  << endl;
 298         }
 299
 300         // Integrator anti-windup logic:
 301         if ( delta_u_n > (u_max - u_n_1) ) {
 302             delta_u_n = 0;
 303             if ( debug ) cout << " max saturation " << endl;
 304         } else if ( delta_u_n < (u_min - u_n_1) ) {
 305             delta_u_n = 0;
 306             if ( debug ) cout << " min saturation " << endl;
 307         }
 308
 309         // Calculates absolute output:
 310         u_n = u_n_1 + delta_u_n;
 311         if ( debug ) cout << "  output = " << u_n << endl;
 312
 313         // Updates indexed values;
 314         u_n_1   = u_n;
 315         ep_n_1  = ep_n;
 316         edf_n_2 = edf_n_1;
 317         edf_n_1 = edf_n;
 318
 319         unsigned int i;
 320         for ( i = 0; i < output_list.size(); ++i ) {
 321             output_list[i]->setDoubleValue( u_n );
 322         }
 323     } else if ( !enabled ) {
 324         ep_n  = 0.0;
 325         edf_n = 0.0;
 326         // Updates indexed values;
 327         u_n_1   = u_n;
 328         ep_n_1  = ep_n;
 329         edf_n_2 = edf_n_1;
 330         edf_n_1 = edf_n;
 331     }
 332 }
 333
 334
 335 FGPISimpleController::FGPISimpleController( SGPropertyNode *node ):
 336     proportional( false ),
 337     Kp( 0.0 ),
 338     offset_prop( NULL ),
 339     offset_value( 0.0 ),
 340     integral( false ),
 341     Ki( 0.0 ),
 342     int_sum( 0.0 ),
 343     clamp( false ),
 344     debug( false ),
 345     y_n( 0.0 ),
 346     r_n( 0.0 ),
 347     y_scale( 1.0 ),
 348     r_scale ( 1.0 ),
 349     u_min( 0.0 ),
 350     u_max( 0.0 )
 351 {
 352     int i;
 353     for ( i = 0; i < node->nChildren(); ++i ) {
 354         SGPropertyNode *child = node->getChild(i);
 355         string cname = child->getName();
 356         string cval = child->getStringValue();
 357         if ( cname == "name" ) {
 358             name = cval;
 359         } else if ( cname == "debug" ) {
 360             debug = child->getBoolValue();
 361         } else if ( cname == "enable" ) {
 362             // cout << "parsing enable" << endl;
 363             SGPropertyNode *prop = child->getChild( "prop" );
 364             if ( prop != NULL ) {
 365                 // cout << "prop = " << prop->getStringValue() << endl;
 366                 enable_prop = fgGetNode( prop->getStringValue(), true );
 367             } else {
 368                 // cout << "no prop child" << endl;
 369             }
 370             SGPropertyNode *val = child->getChild( "value" );
 371             if ( val != NULL ) {
 372                 enable_value = val->getStringValue();
 373             }
 374         } else if ( cname == "input" ) {
 375             SGPropertyNode *prop = child->getChild( "prop" );
 376             if ( prop != NULL ) {
 377                 input_prop = fgGetNode( prop->getStringValue(), true );
 378             }
 379             prop = child->getChild( "scale" );
 380             if ( prop != NULL ) {
 381                 y_scale = prop->getDoubleValue();
 382             }
 383         } else if ( cname == "reference" ) {
 384             SGPropertyNode *prop = child->getChild( "prop" );
 385             if ( prop != NULL ) {
 386                 r_n_prop = fgGetNode( prop->getStringValue(), true );
 387             } else {
 388                 prop = child->getChild( "value" );
 389                 if ( prop != NULL ) {
 390                     r_n = prop->getDoubleValue();
 391                 }
 392             }
 393             prop = child->getChild( "scale" );
 394             if ( prop != NULL ) {
 395                 r_scale = prop->getDoubleValue();
 396             }
 397         } else if ( cname == "output" ) {
 398             int i = 0;
 399             SGPropertyNode *prop;
 400             while ( (prop = child->getChild("prop", i)) != NULL ) {
 401                 SGPropertyNode *tmp = fgGetNode( prop->getStringValue(), true );
 402                 output_list.push_back( tmp );
 403                 i++;
 404             }
 405         } else if ( cname == "config" ) {
 406             SGPropertyNode *prop;
 407
 408             prop = child->getChild( "Kp" );
 409             if ( prop != NULL ) {
 410                 Kp = prop->getDoubleValue();
 411                 proportional = true;
 412             }
 413
 414             prop = child->getChild( "Ki" );
 415             if ( prop != NULL ) {
 416                 Ki = prop->getDoubleValue();
 417                 integral = true;
 418             }
 419
 420             prop = child->getChild( "u_min" );
 421             if ( prop != NULL ) {
 422                 u_min = prop->getDoubleValue();
 423                 clamp = true;
 424             }
 425
 426             prop = child->getChild( "u_max" );
 427             if ( prop != NULL ) {
 428                 u_max = prop->getDoubleValue();
 429                 clamp = true;
 430             }
 431         } else {
 432             SG_LOG( SG_AUTOPILOT, SG_WARN, "Error in autopilot config logic" );
 433             if ( name.length() ) {
 434                 SG_LOG( SG_AUTOPILOT, SG_WARN, "Section = " << name );
 435             }
 436         }
 437     }
 438 }
 439
 440
 441 void FGPISimpleController::update( double dt ) {
 442     if (enable_prop != NULL && enable_prop->getStringValue() == enable_value) {
 443         if ( !enabled ) {
 444             // we have just been enabled, zero out int_sum
 445             int_sum = 0.0;
 446         }
 447         enabled = true;
 448     } else {
 449         enabled = false;
 450     }
 451
 452     if ( enabled ) {
 453         if ( debug ) cout << "Updating " << name << endl;
 454         double input = 0.0;
 455         if ( input_prop != NULL ) {
 456             input = input_prop->getDoubleValue() * y_scale;
 457         }
 458
 459         double r_n = 0.0;
 460         if ( r_n_prop != NULL ) {
 461             r_n = r_n_prop->getDoubleValue() * r_scale;
 462         } else {
 463             r_n = r_n_value;
 464         }
 465
 466         double error = r_n - input;
 467         if ( debug ) cout << "input = " << input
 468                           << " reference = " << r_n
 469                           << " error = " << error
 470                           << endl;
 471
 472         double prop_comp = 0.0;
 473         double offset = 0.0;
 474         if ( offset_prop != NULL ) {
 475             offset = offset_prop->getDoubleValue();
 476             if ( debug ) cout << "offset = " << offset << endl;
 477         } else {
 478             offset = offset_value;
 479         }
 480
 481         if ( proportional ) {
 482             prop_comp = error * Kp + offset;
 483         }
 484
 485         if ( integral ) {
 486             int_sum += error * Ki * dt;
 487         } else {
 488             int_sum = 0.0;
 489         }
 490
 491         if ( debug ) cout << "prop_comp = " << prop_comp
 492                           << " int_sum = " << int_sum << endl;
 493
 494         double output = prop_comp + int_sum;
 495
 496         if ( clamp ) {
 497             if ( output < u_min ) {
 498                 output = u_min;
 499             }
 500             if ( output > u_max ) {
 501                 output = u_max;
 502             }
 503         }
 504         if ( debug ) cout << "output = " << output << endl;
 505
 506         unsigned int i;
 507         for ( i = 0; i < output_list.size(); ++i ) {
 508             output_list[i]->setDoubleValue( output );
 509         }
 510     }
 511 }
 512
 513
 514 FGPredictor::FGPredictor ( SGPropertyNode *node ):
 515     last_value ( 999999999.9 ),
 516     average ( 0.0 ),
 517     seconds( 0.0 ),
 518     filter_gain( 0.0 ),
 519     debug( false ),
 520     ivalue( 0.0 )
 521 {
 522     int i;
 523     for ( i = 0; i < node->nChildren(); ++i ) {
 524         SGPropertyNode *child = node->getChild(i);
 525         string cname = child->getName();
 526         string cval = child->getStringValue();
 527         if ( cname == "name" ) {
 528             name = cval;
 529         } else if ( cname == "debug" ) {
 530             debug = child->getBoolValue();
 531         } else if ( cname == "input" ) {
 532             input_prop = fgGetNode( child->getStringValue(), true );
 533         } else if ( cname == "seconds" ) {
 534             seconds = child->getDoubleValue();
 535         } else if ( cname == "filter-gain" ) {
 536             filter_gain = child->getDoubleValue();
 537         } else if ( cname == "output" ) {
 538             SGPropertyNode *tmp = fgGetNode( child->getStringValue(), true );
 539             output_list.push_back( tmp );
 540         }
 541     }
 542 }
 543
 544 void FGPredictor::update( double dt ) {
 545     /*
 546        Simple moving average filter converts input value to predicted value "seconds".
 547
 548        Smoothing as described by Curt Olson:
 549          gain would be valid in the range of 0 - 1.0
 550          1.0 would mean no filtering.
 551          0.0 would mean no input.
 552          0.5 would mean (1 part past value + 1 part current value) / 2
 553          0.1 would mean (9 parts past value + 1 part current value) / 10
 554          0.25 would mean (3 parts past value + 1 part current value) / 4
 555
 556     */
 557
 558     if ( input_prop != NULL ) {
 559         ivalue = input_prop->getDoubleValue();
 560         // no sense if there isn't an input :-)
 561         enabled = true;
 562     } else {
 563         enabled = false;
 564     }
 565
 566     if ( enabled ) {
 567
 568         // first time initialize average
 569         if (last_value >= 999999999.0) {
 570            last_value = ivalue;
 571         }
 572
 573         if ( dt > 0.0 ) {
 574             double current = (ivalue - last_value)/dt; // calculate current error change (per second)
 575             if ( dt < 1.0 ) {
 576                 average = (1.0 - dt) * average + current * dt;
 577             } else {
 578                 average = current;
 579             }
 580
 581             // calculate output with filter gain adjustment
 582             double output = ivalue + (1.0 - filter_gain) * (average * seconds) + filter_gain * (current * seconds);
 583
 584             unsigned int i;
 585             for ( i = 0; i < output_list.size(); ++i ) {
 586                 output_list[i]->setDoubleValue( output );
 587             }
 588         }
 589         last_value = ivalue;
 590     }
 591 }
 592
 593
 594 FGXMLAutopilot::FGXMLAutopilot() {
 595 }
 596
 597
 598 FGXMLAutopilot::~FGXMLAutopilot() {
 599 }
 600
 601
 602 void FGXMLAutopilot::init() {
 603     config_props = fgGetNode( "/autopilot/new-config", true );
 604
 605     SGPropertyNode *path_n = fgGetNode("/sim/systems/autopilot/path");
 606
 607     if ( path_n ) {
 608         SGPath config( globals->get_fg_root() );
 609         config.append( path_n->getStringValue() );
 610
 611         SG_LOG( SG_ALL, SG_INFO, "Reading autopilot configuration from "
 612                 << config.str() );
 613         try {
 614             readProperties( config.str(), config_props );
 615
 616             if ( ! build() ) {
 617                 SG_LOG( SG_ALL, SG_ALERT,
 618                         "Detected an internal inconsistancy in the autopilot");
 619                 SG_LOG( SG_ALL, SG_ALERT,
 620                         " configuration.  See earlier errors for" );
 621                 SG_LOG( SG_ALL, SG_ALERT,
 622                         " details.");
 623                 exit(-1);
 624             }
 625         } catch (const sg_exception& exc) {
 626             SG_LOG( SG_ALL, SG_ALERT, "Failed to load autopilot configuration: "
 627                     << config.str() );
 628         }
 629
 630     } else {
 631         SG_LOG( SG_ALL, SG_WARN,
 632                 "No autopilot configuration specified for this model!");
 633     }
 634 }
 635
 636
 637 void FGXMLAutopilot::reinit() {
 638     components.clear();
 639     init();
 640     build();
 641 }
 642
 643
 644 void FGXMLAutopilot::bind() {
 645 }
 646
 647 void FGXMLAutopilot::unbind() {
 648 }
 649
 650 bool FGXMLAutopilot::build() {
 651     SGPropertyNode *node;
 652     int i;
 653
 654     int count = config_props->nChildren();
 655     for ( i = 0; i < count; ++i ) {
 656         node = config_props->getChild(i);
 657         string name = node->getName();
 658         // cout << name << endl;
 659         if ( name == "pid-controller" ) {
 660             FGXMLAutoComponent *c = new FGPIDController( node );
 661             components.push_back( c );
 662         } else if ( name == "pi-simple-controller" ) {
 663             FGXMLAutoComponent *c = new FGPISimpleController( node );
 664             components.push_back( c );
 665         } else if ( name == "predict-simple" ) {
 666             FGXMLAutoComponent *c = new FGPredictor( node );
 667             components.push_back( c );
 668         } else {
 669             SG_LOG( SG_ALL, SG_ALERT, "Unknown top level section: "
 670                     << name );
 671             return false;
 672         }
 673     }
 674
 675     return true;
 676 }
 677
 678
 679 /*
 680  * Update helper values
 681  */
 682 static void update_helper( double dt ) {
 683     // Estimate speed in 5,10 seconds
 684     static SGPropertyNode *vel = fgGetNode( "/velocities/airspeed-kt", true );
 685     static SGPropertyNode *lookahead5
 686         = fgGetNode( "/autopilot/internal/lookahead-5-sec-airspeed-kt", true );
 687     static SGPropertyNode *lookahead10
 688         = fgGetNode( "/autopilot/internal/lookahead-10-sec-airspeed-kt", true );
 689
 690     static double average = 0.0; // average/filtered prediction
 691     static double v_last = 0.0;  // last velocity
 692
 693     double v = vel->getDoubleValue();
 694     double a = 0.0;
 695     if ( dt > 0.0 ) {
 696         a = (v - v_last) / dt;
 697
 698         if ( dt < 1.0 ) {
 699             average = (1.0 - dt) * average + dt * a;
 700         } else {
 701             average = a;
 702         }
 703
 704         lookahead5->setDoubleValue( v + average * 5.0 );
 705         lookahead10->setDoubleValue( v + average * 10.0 );
 706         v_last = v;
 707     }
 708
 709     // Calculate heading bug error normalized to +/- 180.0 (based on
 710     // DG indicated heading)
 711     static SGPropertyNode *bug
 712         = fgGetNode( "/autopilot/settings/heading-bug-deg", true );
 713     static SGPropertyNode *ind_hdg
 714         = fgGetNode( "/instrumentation/heading-indicator/indicated-heading-deg",
 715                      true );
 716     static SGPropertyNode *ind_bug_error
 717         = fgGetNode( "/autopilot/internal/heading-bug-error-deg", true );
 718
 719     double diff = bug->getDoubleValue() - ind_hdg->getDoubleValue();
 720     if ( diff < -180.0 ) { diff += 360.0; }
 721     if ( diff > 180.0 ) { diff -= 360.0; }
 722     ind_bug_error->setDoubleValue( diff );
 723
 724     // Calculate heading bug error normalized to +/- 180.0 (based on
 725     // actual/nodrift magnetic-heading, i.e. a DG slaved to magnetic
 726     // compass.)
 727     static SGPropertyNode *mag_hdg
 728         = fgGetNode( "/orientation/heading-magnetic-deg", true );
 729     static SGPropertyNode *fdm_bug_error
 730         = fgGetNode( "/autopilot/internal/fdm-heading-bug-error-deg", true );
 731
 732     diff = bug->getDoubleValue() - mag_hdg->getDoubleValue();
 733     if ( diff < -180.0 ) { diff += 360.0; }
 734     if ( diff > 180.0 ) { diff -= 360.0; }
 735     fdm_bug_error->setDoubleValue( diff );
 736
 737     // Calculate true heading error normalized to +/- 180.0
 738     static SGPropertyNode *target_true
 739         = fgGetNode( "/autopilot/settings/true-heading-deg", true );
 740     static SGPropertyNode *true_hdg
 741         = fgGetNode( "/orientation/heading-deg", true );
 742     static SGPropertyNode *true_track
 743         = fgGetNode( "/instrumentation/gps/indicated-track-true-deg", true );
 744     static SGPropertyNode *true_error
 745         = fgGetNode( "/autopilot/internal/true-heading-error-deg", true );
 746
 747     diff = target_true->getDoubleValue() - true_hdg->getDoubleValue();
 748     if ( diff < -180.0 ) { diff += 360.0; }
 749     if ( diff > 180.0 ) { diff -= 360.0; }
 750     true_error->setDoubleValue( diff );
 751
 752     // Calculate nav1 target heading error normalized to +/- 180.0
 753     static SGPropertyNode *target_nav1
 754         = fgGetNode( "/radios/nav[0]/radials/target-auto-hdg-deg", true );
 755     static SGPropertyNode *true_nav1
 756         = fgGetNode( "/autopilot/internal/nav1-heading-error-deg", true );
 757     static SGPropertyNode *true_track_nav1
 758         = fgGetNode( "/autopilot/internal/nav1-track-error-deg", true );
 759
 760     diff = target_nav1->getDoubleValue() - true_hdg->getDoubleValue();
 761     if ( diff < -180.0 ) { diff += 360.0; }
 762     if ( diff > 180.0 ) { diff -= 360.0; }
 763     true_nav1->setDoubleValue( diff );
 764
 765     diff = target_nav1->getDoubleValue() - true_track->getDoubleValue();
 766     if ( diff < -180.0 ) { diff += 360.0; }
 767     if ( diff > 180.0 ) { diff -= 360.0; }
 768     true_track_nav1->setDoubleValue( diff );
 769
 770     // Calculate vertical speed in fpm
 771     static SGPropertyNode *vs_fps
 772         = fgGetNode( "/velocities/vertical-speed-fps", true );
 773     static SGPropertyNode *vs_fpm
 774         = fgGetNode( "/autopilot/internal/vert-speed-fpm", true );
 775
 776     vs_fpm->setDoubleValue( vs_fps->getDoubleValue() * 60.0 );
 777 }
 778
 779
 780 /*
 781  * Update the list of autopilot components
 782  */
 783
 784 void FGXMLAutopilot::update( double dt ) {
 785     update_helper( dt );
 786
 787     unsigned int i;
 788     for ( i = 0; i < components.size(); ++i ) {
 789         components[i]->update( dt );
 790     }
 791 }