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 "FGPropagate.h"
  46 #include "FGMassBalance.h"
  47 #include "FGState.h"
  48 #include "FGForce.h"
  49
  50 namespace JSBSim {
  51
  52 static const char *IdSrc = "$Id$";
  53 static const char *IdHdr = ID_FORCE;
  54
  55 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  56
  57 FGForce::FGForce(FGFDMExec *FDMExec) :
  58                  ttype(tNone),
  59                  fdmex(FDMExec)
  60 {
  61   mT(1,1) = 1; //identity matrix
  62   mT(2,2) = 1;
  63   mT(3,3) = 1;
  64   vSense.InitMatrix(1);
  65   Debug(0);
  66 }
  67
  68 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  69
  70 FGForce::~FGForce()
  71 {
  72   Debug(1);
  73 }
  74
  75 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  76
  77 FGColumnVector3& FGForce::GetBodyForces(void)
  78 {
  79   vFb = Transform()*(vFn.multElementWise(vSense));
  80
  81   // Find the distance from this vector's acting location to the cg; this
  82   // needs to be done like this to convert from structural to body coords.
  83   // CG and RP values are in inches
  84
  85   vDXYZ = fdmex->GetMassBalance()->StructuralToBody(vActingXYZn);
  86
  87   vM = vMn + vDXYZ*vFb;
  88
  89   return vFb;
  90 }
  91
  92 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  93
  94 FGMatrix33 FGForce::Transform(void)
  95 {
  96   switch(ttype) {
  97   case tWindBody:
  98     return fdmex->GetState()->GetTs2b();
  99   case tLocalBody:
 100     return fdmex->GetPropagate()->GetTl2b();
 101   case tCustom:
 102   case tNone:
 103     return mT;
 104   default:
 105     cout << "Unrecognized tranform requested from FGForce::Transform()" << endl;
 106     exit(1);
 107   }
 108 }
 109
 110 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 111
 112 void FGForce::SetAnglesToBody(double broll, double bpitch, double byaw)
 113 {
 114   if (ttype == tCustom) {
 115     double cp,sp,cr,sr,cy,sy;
 116
 117     cp=cos(bpitch); sp=sin(bpitch);
 118     cr=cos(broll);  sr=sin(broll);
 119     cy=cos(byaw);   sy=sin(byaw);
 120
 121     mT(1,1)=cp*cy;
 122     mT(1,2)=cp*sy;
 123     mT(1,3)=-1*sp;
 124
 125     mT(2,1)=sr*sp*cy-cr*sy;
 126     mT(2,2)=sr*sp*sy+cr*cy;
 127     mT(2,3)=sr*cp;
 128
 129     mT(3,1)=cr*sp*cy+sr*sy;
 130     mT(3,2)=cr*sp*sy-sr*cy;
 131     mT(3,3)=cr*cp;
 132   }
 133 }
 134
 135 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 136 //    The bitmasked value choices are as follows:
 137 //    unset: In this case (the default) JSBSim would only print
 138 //       out the normally expected messages, essentially echoing
 139 //       the config files as they are read. If the environment
 140 //       variable is not set, debug_lvl is set to 1 internally
 141 //    0: This requests JSBSim not to output any messages
 142 //       whatsoever.
 143 //    1: This value explicity requests the normal JSBSim
 144 //       startup messages
 145 //    2: This value asks for a message to be printed out when
 146 //       a class is instantiated
 147 //    4: When this value is set, a message is displayed when a
 148 //       FGModel object executes its Run() method
 149 //    8: When this value is set, various runtime state variables
 150 //       are printed out periodically
 151 //    16: When set various parameters are sanity checked and
 152 //       a message is printed out when they go out of bounds
 153
 154 void FGForce::Debug(int from)
 155 {
 156   if (debug_lvl <= 0) return;
 157
 158   if (debug_lvl & 1) { // Standard console startup message output
 159     if (from == 0) { // Constructor
 160
 161     }
 162   }
 163   if (debug_lvl & 2 ) { // Instantiation/Destruction notification
 164     if (from == 0) cout << "Instantiated: FGForce" << endl;
 165     if (from == 1) cout << "Destroyed:    FGForce" << endl;
 166   }
 167   if (debug_lvl & 4 ) { // Run() method entry print for FGModel-derived objects
 168   }
 169   if (debug_lvl & 8 ) { // Runtime state variables
 170   }
 171   if (debug_lvl & 16) { // Sanity checking
 172   }
 173   if (debug_lvl & 64) {
 174     if (from == 0) { // Constructor
 175       cout << IdSrc << endl;
 176       cout << IdHdr << endl;
 177     }
 178   }
 179 }
 180 }