src/FDM/JSBSim/models/FGGroundReactions.cpp

   1 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
   2
   3  Module:       FGGroundReactions.cpp
   4  Author:       Jon S. Berndt
   5  Date started: 09/13/00
   6  Purpose:      Encapsulates the ground reaction forces (gear and collision)
   7
   8  ------------- Copyright (C) 2000  Jon S. Berndt (jon@jsbsim.org) -------------
   9
  10  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  11  the terms of the GNU Lesser General Public License as published by the Free Software
  12  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  13  version.
  14
  15  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  16  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  17  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public License for more
  18  details.
  19
  20  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License along with
  21  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  22  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  23
  24  Further information about the GNU Lesser General Public License can also be found on
  25  the world wide web at http://www.gnu.org.
  26
  27 FUNCTIONAL DESCRIPTION
  28 --------------------------------------------------------------------------------
  29
  30 HISTORY
  31 --------------------------------------------------------------------------------
  32 09/13/00   JSB   Created
  33
  34 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  35 INCLUDES
  36 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  37
  38 #include <sstream>
  39 #include <iomanip>
  40
  41 #include "FGGroundReactions.h"
  42 #include "FGFCS.h"
  43 #include "input_output/FGPropertyManager.h"
  44
  45 using namespace std;
  46
  47 namespace JSBSim {
  48
  49 static const char *IdSrc = "$Id$";
  50 static const char *IdHdr = ID_GROUNDREACTIONS;
  51
  52 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  53 CLASS IMPLEMENTATION
  54 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
  55
  56
  57 FGGroundReactions::FGGroundReactions(FGFDMExec* fgex) : FGModel(fgex)
  58 {
  59   Name = "FGGroundReactions";
  60
  61   bind();
  62
  63   Debug(0);
  64 }
  65
  66 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  67
  68 FGGroundReactions::~FGGroundReactions(void)
  69 {
  70   for (unsigned int i=0; i<lGear.size();i++) delete lGear[i];
  71   lGear.clear();
  72
  73   Debug(1);
  74 }
  75
  76 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  77
  78 bool FGGroundReactions::InitModel(void)
  79 {
  80   if (!FGModel::InitModel()) return false;
  81
  82   return true;
  83 }
  84
  85 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
  86
  87 bool FGGroundReactions::Run(void)
  88 {
  89   if (FGModel::Run()) return true;
  90   if (FDMExec->Holding()) return false;
  91
  92   vForces.InitMatrix();
  93   vMoments.InitMatrix();
  94
  95   // Sum forces and moments for all gear, here.
  96   // Some optimizations may be made here - or rather in the gear code itself.
  97   // The gear ::Run() method is called several times - once for each gear.
  98   // Perhaps there is some commonality for things which only need to be
  99   // calculated once.
 100   for (unsigned int i=0; i<lGear.size(); i++) {
 101     vForces  += lGear[i]->GetBodyForces();
 102     vMoments += lGear[i]->GetMoments();
 103   }
 104
 105   return false;
 106 }
 107
 108 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 109
 110 bool FGGroundReactions::GetWOW(void)
 111 {
 112   bool result = false;
 113   for (unsigned int i=0; i<lGear.size(); i++) {
 114     if (lGear[i]->IsBogey() && lGear[i]->GetWOW()) {
 115       result = true;
 116       break;
 117     }
 118   }
 119   return result;
 120 }
 121
 122 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 123
 124 bool FGGroundReactions::Load(Element* el)
 125 {
 126   int num=0;
 127
 128   Debug(2);
 129
 130   Element* contact_element = el->FindElement("contact");
 131   while (contact_element) {
 132     lGear.push_back(new FGLGear(contact_element, FDMExec, num++));
 133     FCS->AddGear(); // make the FCS aware of the landing gear
 134     contact_element = el->FindNextElement("contact");
 135   }
 136
 137   FGModel::Load(el); // Perform base class Load
 138
 139   for (unsigned int i=0; i<lGear.size();i++) lGear[i]->bind();
 140
 141   return true;
 142 }
 143
 144 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 145
 146 string FGGroundReactions::GetGroundReactionStrings(string delimeter)
 147 {
 148   std::ostringstream buf;
 149
 150   for (unsigned int i=0;i<lGear.size();i++) {
 151     if (lGear[i]->IsBogey()) {
 152       string name = lGear[i]->GetName();
 153       buf << name << " WOW" << delimeter
 154           << name << " stroke (ft)" << delimeter
 155           << name << " stroke velocity (ft/sec)" << delimeter
 156           << name << " compress force (lbs)" << delimeter
 157           << name << " wheel side force (lbs)" << delimeter
 158           << name << " wheel roll force (lbs)" << delimeter
 159           << name << " body X force (lbs)" << delimeter
 160           << name << " body Y force (lbs)" << delimeter
 161           << name << " wheel velocity vec X (ft/sec)" << delimeter
 162           << name << " wheel velocity vec Y (ft/sec)" << delimeter
 163           << name << " wheel rolling velocity (ft/sec)" << delimeter
 164           << name << " wheel side velocity (ft/sec)" << delimeter
 165           << name << " wheel slip (deg)" << delimeter;
 166     }
 167   }
 168
 169   buf << " Total Gear Force_X (lbs)" << delimeter
 170       << " Total Gear Force_Y (lbs)" << delimeter
 171       << " Total Gear Force_Z (lbs)" << delimeter
 172       << " Total Gear Moment_L (ft-lbs)" << delimeter
 173       << " Total Gear Moment_M (ft-lbs)" << delimeter
 174       << " Total Gear Moment_N (ft-lbs)";
 175
 176   return buf.str();
 177 }
 178
 179 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 180
 181 string FGGroundReactions::GetGroundReactionValues(string delimeter)
 182 {
 183   std::ostringstream buf;
 184
 185   for (unsigned int i=0;i<lGear.size();i++) {
 186     if (lGear[i]->IsBogey()) {
 187       FGLGear *gear = lGear[i];
 188       buf << (gear->GetWOW() ? "1, " : "0, ")
 189           << setprecision(5) << gear->GetCompLen() << delimeter
 190           << setprecision(6) << gear->GetCompVel() << delimeter
 191           << setprecision(10) << gear->GetCompForce() << delimeter
 192           << gear->GetWheelSideForce() << delimeter
 193           << gear->GetWheelRollForce() << delimeter
 194           << gear->GetBodyXForce() << delimeter
 195           << gear->GetBodyYForce() << delimeter
 196           << setprecision(6) << gear->GetWheelVel(eX) << delimeter
 197           << gear->GetWheelVel(eY) << delimeter
 198           << gear->GetWheelRollVel() << delimeter
 199           << gear->GetWheelSideVel() << delimeter
 200           << gear->GetWheelSlipAngle() << delimeter;
 201     }
 202   }
 203
 204   buf << vForces(eX) << delimeter
 205       << vForces(eY) << delimeter
 206       << vForces(eZ) << delimeter
 207       << vMoments(eX) << delimeter
 208       << vMoments(eY) << delimeter
 209       << vMoments(eZ);
 210
 211   return buf.str();
 212 }
 213
 214 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 215
 216 void FGGroundReactions::bind(void)
 217 {
 218   typedef double (FGGroundReactions::*PMF)(int) const;
 219   PropertyManager->Tie("gear/num-units", this, &FGGroundReactions::GetNumGearUnits);
 220   PropertyManager->Tie("moments/l-gear-lbsft", this, eL, (PMF)&FGGroundReactions::GetMoments);
 221   PropertyManager->Tie("moments/m-gear-lbsft", this, eM, (PMF)&FGGroundReactions::GetMoments);
 222   PropertyManager->Tie("moments/n-gear-lbsft", this, eN, (PMF)&FGGroundReactions::GetMoments);
 223   PropertyManager->Tie("forces/fbx-gear-lbs", this, eX, (PMF)&FGGroundReactions::GetForces);
 224   PropertyManager->Tie("forces/fby-gear-lbs", this, eY, (PMF)&FGGroundReactions::GetForces);
 225   PropertyManager->Tie("forces/fbz-gear-lbs", this, eZ, (PMF)&FGGroundReactions::GetForces);
 226 }
 227
 228 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 229 //    The bitmasked value choices are as follows:
 230 //    unset: In this case (the default) JSBSim would only print
 231 //       out the normally expected messages, essentially echoing
 232 //       the config files as they are read. If the environment
 233 //       variable is not set, debug_lvl is set to 1 internally
 234 //    0: This requests JSBSim not to output any messages
 235 //       whatsoever.
 236 //    1: This value explicity requests the normal JSBSim
 237 //       startup messages
 238 //    2: This value asks for a message to be printed out when
 239 //       a class is instantiated
 240 //    4: When this value is set, a message is displayed when a
 241 //       FGModel object executes its Run() method
 242 //    8: When this value is set, various runtime state variables
 243 //       are printed out periodically
 244 //    16: When set various parameters are sanity checked and
 245 //       a message is printed out when they go out of bounds
 246
 247 void FGGroundReactions::Debug(int from)
 248 {
 249   if (debug_lvl <= 0) return;
 250
 251   if (debug_lvl & 1) { // Standard console startup message output
 252     if (from == 2) { // Loading
 253       cout << endl << "  Ground Reactions: " << endl;
 254     }
 255   }
 256   if (debug_lvl & 2 ) { // Instantiation/Destruction notification
 257     if (from == 0) cout << "Instantiated: FGGroundReactions" << endl;
 258     if (from == 1) cout << "Destroyed:    FGGroundReactions" << endl;
 259   }
 260   if (debug_lvl & 4 ) { // Run() method entry print for FGModel-derived objects
 261   }
 262   if (debug_lvl & 8 ) { // Runtime state variables
 263   }
 264   if (debug_lvl & 16) { // Sanity checking
 265   }
 266   if (debug_lvl & 64) {
 267     if (from == 0) { // Constructor
 268       cout << IdSrc << endl;
 269       cout << IdHdr << endl;
 270     }
 271   }
 272 }
 273 }