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 static const char *IdSrc = "$Id$";
  52 static const char *IdHdr = ID_FORCE;
  53
  54 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  55
  56 FGForce::FGForce(FGFDMExec *FDMExec) :
  57     vFn(3),
  58     vMn(3),
  59     fdmex(FDMExec),
  60     vFb(3),
  61     vM(3),
  62     vXYZn(3),
  63     vDXYZ(3),
  64     mT(3,3),
  65     vH(3),
  66     vSense(3),
  67     ttype(tNone)
  68 {
  69   mT(1,1) = 1; //identity matrix
  70   mT(2,2) = 1;
  71   mT(3,3) = 1;
  72   vSense.InitMatrix(1);
  73   if (debug_lvl & 2) cout << "Instantiated: FGForce" << endl;
  74 }
  75
  76 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  77
  78 FGForce::~FGForce()
  79 {
  80   if (debug_lvl & 2) cout << "Destroyed:    FGForce" << endl;
  81 }
  82
  83 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  84
  85 FGColumnVector3& FGForce::GetBodyForces(void) {
  86
  87   vFb = Transform()*(vFn.multElementWise(vSense));
  88
  89   //find the distance from this vector's location to the cg
  90   //needs to be done like this to convert from structural to body coords
  91   vDXYZ(1) = -(vXYZn(1) - fdmex->GetMassBalance()->GetXYZcg(1))*inchtoft;
  92   vDXYZ(2) =  (vXYZn(2) - fdmex->GetMassBalance()->GetXYZcg(2))*inchtoft;  //cg and rp values are in inches
  93   vDXYZ(3) = -(vXYZn(3) - fdmex->GetMassBalance()->GetXYZcg(3))*inchtoft;
  94
  95   vM = vMn + vDXYZ*vFb;
  96
  97   return vFb;
  98 }
  99
 100 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 101
 102 FGMatrix33 FGForce::Transform(void) {
 103   switch(ttype) {
 104   case tWindBody:
 105     return fdmex->GetState()->GetTs2b();
 106   case tLocalBody:
 107     return fdmex->GetState()->GetTl2b();
 108   case tCustom:
 109
 110   case tNone:
 111     return mT;
 112   default:
 113     cout << "Unrecognized tranform requested from FGForce::Transform()" << endl;
 114     exit(1);
 115   }
 116 }
 117
 118 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 119
 120 void FGForce::SetAnglesToBody(double broll, double bpitch, double byaw) {
 121
 122   if(ttype == tCustom) {
 123     double cp,sp,cr,sr,cy,sy;
 124
 125     cp=cos(bpitch); sp=sin(bpitch);
 126     cr=cos(broll);  sr=sin(broll);
 127     cy=cos(byaw);   sy=sin(byaw);
 128
 129     mT(1,1)=cp*cy;
 130     mT(1,2)=cp*sy;
 131     mT(1,3)=-1*sp;
 132
 133     mT(2,1)=sr*sp*cy-cr*sy;
 134     mT(2,2)=sr*sp*sy+cr*cy;
 135     mT(2,3)=sr*cp;
 136
 137     mT(3,1)=cr*sp*cy+sr*sy;
 138     mT(3,2)=cr*sp*sy-sr*cy;
 139     mT(3,3)=cr*cp;
 140   }
 141
 142 }
 143
 144 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 145
 146 void FGForce::Debug(void)
 147 {
 148     //TODO: Add your source code here
 149 }
 150