src/FDM/JSBSim/FGForce.h

   1 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
   2
   3  Header:       FGForce.h
   4  Author:       Tony Peden
   5  Date started: 5/20/00
   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 5/20/00  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 CAVEAT:  if the custom transform is used for wind-to-body transforms then the
  42          user *must* always pass this class the negative of beta. This is true
  43          because sideslip angle does not follow the right hand rule i.e. it is
  44          positive for aircraft nose left sideslip.  Note that use of the custom
  45          transform for this purpose shouldn't be necessary as it is already
  46          provided by SetTransform(tWindBody) and is not subject to the same
  47          restriction.
  48
  49 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  50 SENTRY
  51 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  52
  53 #ifndef FGFORCE_H
  54 #define FGFORCE_H
  55
  56 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  57 INCLUDES
  58 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  59
  60 #define ID_FORCE "$Id$"
  61
  62 #include "FGFDMExec.h"
  63 #include "FGMatrix.h"
  64
  65 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  66 CLASS DECLARATION
  67 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  68
  69
  70 class FGForce {
  71
  72 public:
  73
  74   FGForce(FGFDMExec *FDMExec);
  75   ~FGForce();
  76
  77   enum TransformType { tNone, tWindBody, tLocalBody, tCustom } ttype;
  78
  79   inline void SetNativeForces(float Fnx, float Fny, float Fnz) {
  80     vFn(1)=Fnx;
  81     vFn(2)=Fny;
  82     vFn(3)=Fnz;
  83   }
  84   inline void SetNativeForces(FGColumnVector vv) { vFn = vv; };
  85
  86   inline void SetNativeMoments(float Ln,float Mn, float Nn) {
  87     vMn(1)=Ln;
  88     vMn(2)=Mn;
  89     vMn(3)=Nn;
  90   }
  91   inline void SetNativeMoments(FGColumnVector vv) { vMn = vv; }
  92
  93   inline FGColumnVector GetNativeForces(void) { return vFn; }
  94   inline FGColumnVector GetNativeMoments(void) { return vMn; }
  95
  96
  97   FGColumnVector GetBodyForces(void);
  98
  99   inline FGColumnVector GetMoments(void) { return vM; }
 100
 101   //point of application, JSBsim structural coords
 102   //(inches, x +back, y +right, z +up)
 103   inline void SetLocation(float x, float y, float z) {
 104     vXYZn(1) = x;
 105     vXYZn(2) = y;
 106     vXYZn(3) = z;
 107   }
 108   inline void SetLocation(FGColumnVector vv) { vXYZn = vv; }
 109   FGColumnVector GetLocation(void) { return vXYZn; }
 110
 111   //these angles are relative to body axes, not earth!!!!!
 112   //I'm using these because pitch, roll, and yaw are easy to visualize,
 113   //there's no equivalent to roll in wind axes i.e. alpha, ? , beta
 114   //making up new names or using these is a toss-up: either way people
 115   //are going to get confused.
 116   //They are in radians.
 117
 118   void SetAnglesToBody(float broll, float bpitch, float byaw);
 119   inline void  SetAnglesToBody(FGColumnVector vv) { SetAnglesToBody(vv(1), vv(2), vv(3));}
 120
 121   inline void SetSense(float x, float y, float z) { vSense(1)=x, vSense(2)=y, vSense(3)=z; }
 122   inline void SetSense(FGColumnVector vv) { vSense=vv; }
 123
 124   inline FGColumnVector GetSense(void) { return vSense; }
 125
 126   inline void SetTransformType(TransformType ii) { ttype=ii; }
 127   inline TransformType GetTransformType(void) { return ttype; }
 128
 129   FGMatrix Transform(void);
 130
 131 protected:
 132   FGColumnVector vFn;
 133   FGColumnVector vMn;
 134   FGFDMExec *fdmex;
 135   void Debug(void);
 136
 137 private:
 138   FGColumnVector vFb;
 139   FGColumnVector vM;
 140   FGColumnVector vXYZn;
 141   FGColumnVector vDXYZ;
 142   FGColumnVector vSense;
 143
 144   FGMatrix mT;
 145 };
 146
 147 #endif
 148