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     ttype(tNone),
  58     fdmex(FDMExec),
  59     vFn(3),
  60     vMn(3),
  61     vH(3),
  62     vFb(3),
  63     vM(3),
  64     vXYZn(3),
  65     vDXYZ(3),
  66     vSense(3),
  67     mT(3,3)
  68
  69 {
  70   mT(1,1) = 1; //identity matrix
  71   mT(2,2) = 1;
  72   mT(3,3) = 1;
  73   vSense.InitMatrix(1);
  74   if (debug_lvl & 2) cout << "Instantiated: FGForce" << endl;
  75 }
  76
  77 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  78
  79 FGForce::~FGForce()
  80 {
  81   if (debug_lvl & 2) cout << "Destroyed:    FGForce" << endl;
  82 }
  83
  84 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  85
  86 FGColumnVector3& FGForce::GetBodyForces(void) {
  87
  88   vFb = Transform()*(vFn.multElementWise(vSense));
  89
  90   //find the distance from this vector's location to the cg
  91   //needs to be done like this to convert from structural to body coords
  92   vDXYZ(1) = -(vXYZn(1) - fdmex->GetMassBalance()->GetXYZcg(1))*inchtoft;
  93   vDXYZ(2) =  (vXYZn(2) - fdmex->GetMassBalance()->GetXYZcg(2))*inchtoft;  //cg and rp values are in inches
  94   vDXYZ(3) = -(vXYZn(3) - fdmex->GetMassBalance()->GetXYZcg(3))*inchtoft;
  95
  96   vM = vMn + vDXYZ*vFb;
  97
  98   return vFb;
  99 }
 100
 101 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 102
 103 FGMatrix33 FGForce::Transform(void) {
 104   switch(ttype) {
 105   case tWindBody:
 106     return fdmex->GetState()->GetTs2b();
 107   case tLocalBody:
 108     return fdmex->GetState()->GetTl2b();
 109   case tCustom:
 110
 111   case tNone:
 112     return mT;
 113   default:
 114     cout << "Unrecognized tranform requested from FGForce::Transform()" << endl;
 115     exit(1);
 116   }
 117 }
 118
 119 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 120
 121 void FGForce::SetAnglesToBody(double broll, double bpitch, double byaw) {
 122
 123   if(ttype == tCustom) {
 124     double cp,sp,cr,sr,cy,sy;
 125
 126     cp=cos(bpitch); sp=sin(bpitch);
 127     cr=cos(broll);  sr=sin(broll);
 128     cy=cos(byaw);   sy=sin(byaw);
 129
 130     mT(1,1)=cp*cy;
 131     mT(1,2)=cp*sy;
 132     mT(1,3)=-1*sp;
 133
 134     mT(2,1)=sr*sp*cy-cr*sy;
 135     mT(2,2)=sr*sp*sy+cr*cy;
 136     mT(2,3)=sr*cp;
 137
 138     mT(3,1)=cr*sp*cy+sr*sy;
 139     mT(3,2)=cr*sp*sy-sr*cy;
 140     mT(3,3)=cr*cp;
 141   }
 142
 143 }
 144
 145 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 146
 147 void FGForce::Debug(void)
 148 {
 149     //TODO: Add your source code here
 150 }
 151