src/FDM/JSBSim/FGTranslation.cpp

   1 /*******************************************************************************
   2
   3  Module:       FGTranslation.cpp
   4  Author:       Jon Berndt
   5  Date started: 12/02/98
   6  Purpose:      Integrates the translational EOM
   7  Called by:    FDMExec
   8
   9  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
  10
  11  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  12  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  13  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  14  version.
  15
  16  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  17  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  18  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  19  details.
  20
  21  You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  22  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  23  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  24
  25  Further information about the GNU General Public License can also be found on
  26  the world wide web at http://www.gnu.org.
  27
  28 FUNCTIONAL DESCRIPTION
  29 --------------------------------------------------------------------------------
  30 This class integrates the translational EOM.
  31
  32 HISTORY
  33 --------------------------------------------------------------------------------
  34 12/02/98   JSB   Created
  35  7/23/99   TP    Added data member and modified Run and PutState to calcuate
  36                              Mach number
  37
  38 ********************************************************************************
  39 COMMENTS, REFERENCES,  and NOTES
  40 ********************************************************************************
  41 [1] Cooke, Zyda, Pratt, and McGhee, "NPSNET: Flight Simulation Dynamic Modeling
  42     Using Quaternions", Presence, Vol. 1, No. 4, pp. 404-420  Naval Postgraduate
  43     School, January 1994
  44 [2] D. M. Henderson, "Euler Angles, Quaternions, and Transformation Matrices",
  45     JSC 12960, July 1977
  46 [3] Richard E. McFarland, "A Standard Kinematic Model for Flight Simulation at
  47     NASA-Ames", NASA CR-2497, January 1975
  48 [4] Barnes W. McCormick, "Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics",
  49     Wiley & Sons, 1979 ISBN 0-471-03032-5
  50 [5] Bernard Etkin, "Dynamics of Flight, Stability and Control", Wiley & Sons,
  51     1982 ISBN 0-471-08936-2
  52
  53   The order of rotations used in this class corresponds to a 3-2-1 sequence,
  54   or Y-P-R, or Z-Y-X, if you prefer.
  55
  56 ********************************************************************************
  57 INCLUDES
  58 *******************************************************************************/
  59
  60 #include "FGTranslation.h"
  61 #include "FGRotation.h"
  62 #include "FGAtmosphere.h"
  63 #include "FGState.h"
  64 #include "FGFDMExec.h"
  65 #include "FGFCS.h"
  66 #include "FGAircraft.h"
  67 #include "FGPosition.h"
  68 #include "FGAuxiliary.h"
  69 #include "FGOutput.h"
  70
  71 /*******************************************************************************
  72 ************************************ CODE **************************************
  73 *******************************************************************************/
  74
  75
  76 FGTranslation::FGTranslation(FGFDMExec* fdmex) : FGModel(fdmex)
  77 {
  78   Name = "FGTranslation";
  79   Udot = Vdot = Wdot = 0.0;
  80 }
  81
  82
  83 FGTranslation::~FGTranslation(void)
  84 {
  85 }
  86
  87
  88 bool FGTranslation::Run(void)
  89 {
  90   if (!FGModel::Run()) {
  91
  92     GetState();
  93
  94     lastUdot = Udot;
  95     lastVdot = Vdot;
  96     lastWdot = Wdot;
  97
  98     Udot = V*R - W*Q + Fx/Mass;
  99     Vdot = W*P - U*R + Fy/Mass;
 100     Wdot = U*Q - V*P + Fz/Mass;
 101
 102     U += 0.5*dt*rate*(lastUdot + Udot);
 103     V += 0.5*dt*rate*(lastVdot + Vdot);
 104     W += 0.5*dt*rate*(lastWdot + Wdot);
 105
 106     Vt = U*U+V*V+W*W > 0.0 ? sqrt(U*U + V*V + W*W) : 0.0;
 107
 108     if (W != 0.0)
 109       alpha = U*U > 0.0 ? atan2(W, U) : 0.0;
 110     if (V != 0.0)
 111       beta = U*U+W*W > 0.0 ? atan2(V, (fabs(U)/U)*sqrt(U*U + W*W)) : 0.0;
 112
 113     qbar = 0.5*rho*Vt*Vt;
 114
 115     mach = Vt / State->Geta();
 116
 117     PutState();
 118   } else {
 119   }
 120   return false;
 121 }
 122
 123
 124 void FGTranslation::GetState(void)
 125 {
 126   dt = State->Getdt();
 127
 128   P = Rotation->GetP();
 129   Q = Rotation->GetQ();
 130   R = Rotation->GetR();
 131
 132   Fx = Aircraft->GetFx();
 133   Fy = Aircraft->GetFy();
 134   Fz = Aircraft->GetFz();
 135
 136   Mass = Aircraft->GetMass();
 137   rho = Atmosphere->GetDensity();
 138
 139   phi = Rotation->Getphi();
 140   tht = Rotation->Gettht();
 141   psi = Rotation->Getpsi();
 142 }
 143
 144
 145 void FGTranslation::PutState(void)
 146 {
 147   State->SetVt(Vt);
 148   State->Setqbar(qbar);
 149   State->SetMach(mach);
 150 }
 151