src/FDM/JSBSim/FGForce.cpp

   1 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
   2
   3  Source:       FGForce.cpp
   4  Author:       Tony Peden
   5  Date started: 6/10/00
   6
   7  ------------- Copyright (C) 1999  Anthony K. Peden (apeden@earthlink.net) -------------
   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
  27  HISTORY
  28 --------------------------------------------------------------------------------
  29 6/10/00  TP   Created
  30
  31
  32 FUNCTIONAL DESCRIPTION
  33 --------------------------------------------------------------------------------
  34
  35 The purpose of this class is to provide storage for computed forces and
  36 encapsulate all the functionality associated with transforming those
  37 forces from their native coord system to the body system.  This includes
  38 computing the moments due to the difference between the point of application
  39 and the cg.
  40
  41 */
  42
  43 #include "FGFDMExec.h"
  44 #include "FGAircraft.h"
  45 #include "FGTranslation.h"
  46 #include "FGMatrix33.h"
  47 #include "FGColumnVector3.h"
  48 #include "FGColumnVector4.h"
  49 #include "FGForce.h"
  50
  51 namespace JSBSim {
  52
  53 static const char *IdSrc = "$Id$";
  54 static const char *IdHdr = ID_FORCE;
  55
  56 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  57
  58 FGForce::FGForce(FGFDMExec *FDMExec) :
  59                  ttype(tNone),
  60                  fdmex(FDMExec)
  61 {
  62   mT(1,1) = 1; //identity matrix
  63   mT(2,2) = 1;
  64   mT(3,3) = 1;
  65   vSense.InitMatrix(1);
  66   Debug(0);
  67 }
  68
  69 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  70
  71 FGForce::~FGForce()
  72 {
  73   Debug(1);
  74 }
  75
  76 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  77
  78 FGColumnVector3& FGForce::GetBodyForces(void)
  79 {
  80   vFb = Transform()*(vFn.multElementWise(vSense));
  81
  82   // Find the distance from this vector's acting location to the cg; this
  83   // needs to be done like this to convert from structural to body coords.
  84   // CG and RP values are in inches
  85
  86   vDXYZ(eX) = -(vActingXYZn(eX) - fdmex->GetMassBalance()->GetXYZcg(eX))*inchtoft;
  87   vDXYZ(eY) =  (vActingXYZn(eY) - fdmex->GetMassBalance()->GetXYZcg(eY))*inchtoft;
  88   vDXYZ(eZ) = -(vActingXYZn(eZ) - fdmex->GetMassBalance()->GetXYZcg(eZ))*inchtoft;
  89
  90   vM = vMn + vDXYZ*vFb;
  91
  92   return vFb;
  93 }
  94
  95 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  96
  97 FGMatrix33 FGForce::Transform(void)
  98 {
  99   switch(ttype) {
 100   case tWindBody:
 101     return fdmex->GetState()->GetTs2b();
 102   case tLocalBody:
 103     return fdmex->GetState()->GetTl2b();
 104   case tCustom:
 105
 106   case tNone:
 107     return mT;
 108   default:
 109     cout << "Unrecognized tranform requested from FGForce::Transform()" << endl;
 110     exit(1);
 111   }
 112 }
 113
 114 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 115
 116 void FGForce::SetAnglesToBody(double broll, double bpitch, double byaw)
 117 {
 118   if (ttype == tCustom) {
 119     double cp,sp,cr,sr,cy,sy;
 120
 121     cp=cos(bpitch); sp=sin(bpitch);
 122     cr=cos(broll);  sr=sin(broll);
 123     cy=cos(byaw);   sy=sin(byaw);
 124
 125     mT(1,1)=cp*cy;
 126     mT(1,2)=cp*sy;
 127     mT(1,3)=-1*sp;
 128
 129     mT(2,1)=sr*sp*cy-cr*sy;
 130     mT(2,2)=sr*sp*sy+cr*cy;
 131     mT(2,3)=sr*cp;
 132
 133     mT(3,1)=cr*sp*cy+sr*sy;
 134     mT(3,2)=cr*sp*sy-sr*cy;
 135     mT(3,3)=cr*cp;
 136   }
 137 }
 138
 139 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 140 //    The bitmasked value choices are as follows:
 141 //    unset: In this case (the default) JSBSim would only print
 142 //       out the normally expected messages, essentially echoing
 143 //       the config files as they are read. If the environment
 144 //       variable is not set, debug_lvl is set to 1 internally
 145 //    0: This requests JSBSim not to output any messages
 146 //       whatsoever.
 147 //    1: This value explicity requests the normal JSBSim
 148 //       startup messages
 149 //    2: This value asks for a message to be printed out when
 150 //       a class is instantiated
 151 //    4: When this value is set, a message is displayed when a
 152 //       FGModel object executes its Run() method
 153 //    8: When this value is set, various runtime state variables
 154 //       are printed out periodically
 155 //    16: When set various parameters are sanity checked and
 156 //       a message is printed out when they go out of bounds
 157
 158 void FGForce::Debug(int from)
 159 {
 160   if (debug_lvl <= 0) return;
 161
 162   if (debug_lvl & 1) { // Standard console startup message output
 163     if (from == 0) { // Constructor
 164
 165     }
 166   }
 167   if (debug_lvl & 2 ) { // Instantiation/Destruction notification
 168     if (from == 0) cout << "Instantiated: FGForce" << endl;
 169     if (from == 1) cout << "Destroyed:    FGForce" << endl;
 170   }
 171   if (debug_lvl & 4 ) { // Run() method entry print for FGModel-derived objects
 172   }
 173   if (debug_lvl & 8 ) { // Runtime state variables
 174   }
 175   if (debug_lvl & 16) { // Sanity checking
 176   }
 177   if (debug_lvl & 64) {
 178     if (from == 0) { // Constructor
 179       cout << IdSrc << endl;
 180       cout << IdHdr << endl;
 181     }
 182   }
 183 }
 184 }