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
  36 ********************************************************************************
  37 COMMENTS, REFERENCES,  and NOTES
  38 ********************************************************************************
  39 [1] Cooke, Zyda, Pratt, and McGhee, "NPSNET: Flight Simulation Dynamic Modeling
  40     Using Quaternions", Presence, Vol. 1, No. 4, pp. 404-420  Naval Postgraduate
  41     School, January 1994
  42 [2] D. M. Henderson, "Euler Angles, Quaternions, and Transformation Matrices",
  43     JSC 12960, July 1977
  44 [3] Richard E. McFarland, "A Standard Kinematic Model for Flight Simulation at
  45     NASA-Ames", NASA CR-2497, January 1975
  46 [4] Barnes W. McCormick, "Aerodynamics, Aeronautics, and Flight Mechanics",
  47     Wiley & Sons, 1979 ISBN 0-471-03032-5
  48 [5] Bernard Etkin, "Dynamics of Flight, Stability and Control", Wiley & Sons,
  49     1982 ISBN 0-471-08936-2
  50
  51   The order of rotations used in this class corresponds to a 3-2-1 sequence,
  52   or Y-P-R, or Z-Y-X, if you prefer.
  53
  54 ********************************************************************************
  55 INCLUDES
  56 *******************************************************************************/
  57
  58 #include "FGTranslation.h"
  59 #include "FGRotation.h"
  60 #include "FGAtmosphere.h"
  61 #include "FGState.h"
  62 #include "FGFDMExec.h"
  63 #include "FGFCS.h"
  64 #include "FGAircraft.h"
  65 #include "FGPosition.h"
  66 #include "FGAuxiliary.h"
  67 #include "FGOutput.h"
  68
  69 /*******************************************************************************
  70 ************************************ CODE **************************************
  71 *******************************************************************************/
  72
  73
  74 FGTranslation::FGTranslation(FGFDMExec* fdmex) : FGModel(fdmex)
  75 {
  76   Name = "FGTranslation";
  77   Udot = Vdot = Wdot = 0.0;
  78 }
  79
  80
  81 FGTranslation::~FGTranslation(void)
  82 {
  83 }
  84
  85
  86 bool FGTranslation::Run(void)
  87 {
  88   if (!FGModel::Run()) {
  89
  90     GetState();
  91
  92     lastUdot = Udot;
  93     lastVdot = Vdot;
  94     lastWdot = Wdot;
  95
  96     Udot = V*R - W*Q + Fx/Mass;
  97     Vdot = W*P - U*R + Fy/Mass;
  98     Wdot = U*Q - V*P + Fz/Mass;
  99
 100     U += 0.5*dt*rate*(lastUdot + Udot);
 101     V += 0.5*dt*rate*(lastVdot + Vdot);
 102     W += 0.5*dt*rate*(lastWdot + Wdot);
 103
 104     Vt = U*U+V*V+W*W > 0.0 ? sqrt(U*U + V*V + W*W) : 0.0;
 105
 106     if (W != 0.0)
 107       alpha = U*U > 0.0 ? atan2(W, U) : 0.0;
 108     if (V != 0.0)
 109       beta = U*U+W*W > 0.0 ? atan2(V, (fabs(U)/U)*sqrt(U*U + W*W)) : 0.0;
 110
 111     qbar = 0.5*rho*Vt*Vt;
 112
 113     PutState();
 114   } else {
 115   }
 116   return false;
 117 }
 118
 119
 120 void FGTranslation::GetState(void)
 121 {
 122   dt = State->Getdt();
 123
 124   P = Rotation->GetP();
 125   Q = Rotation->GetQ();
 126   R = Rotation->GetR();
 127
 128   Fx = Aircraft->GetFx();
 129   Fy = Aircraft->GetFy();
 130   Fz = Aircraft->GetFz();
 131
 132   Mass = Aircraft->GetMass();
 133   rho = Atmosphere->Getrho();
 134
 135   phi = Rotation->Getphi();
 136   tht = Rotation->Gettht();
 137   psi = Rotation->Getpsi();
 138 }
 139
 140
 141 void FGTranslation::PutState(void)
 142 {
 143   State->SetVt(Vt);
 144   State->Setqbar(qbar);
 145 }
 146