src/FDM/UFO.cxx

   1 // UFO.cxx -- interface to the "UFO" flight model
   2 //
   3 // Written by Curtis Olson, started October 1999.
   4 // Slightly modified from MagicCarpet.cxx by Jonathan Polley, April 2002
   5 //
   6 // Copyright (C) 1999-2002  Curtis L. Olson  - curt@flightgear.org
   7 //
   8 // This program is free software; you can redistribute it and/or
   9 // modify it under the terms of the GNU General Public License as
  10 // published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
  11 // License, or (at your option) any later version.
  12 //
  13 // This program is distributed in the hope that it will be useful, but
  14 // WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16 // General Public License for more details.
  17 //
  18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 // along with this program; if not, write to the Free Software
  20 // Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  21 //
  22
  23
  24 #include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
  25 #include <simgear/math/point3d.hxx>
  26 #include <simgear/math/polar3d.hxx>
  27
  28 #include <Controls/controls.hxx>
  29 #include <Main/globals.hxx>
  30 #include <Main/fg_props.hxx>
  31
  32 #include "UFO.hxx"
  33
  34 const double throttle_damp = 0.2;
  35 const double aileron_damp = 0.05;
  36 const double elevator_damp = 0.05;
  37
  38 FGUFO::FGUFO( double dt )
  39   : Throttle(0.0),
  40     Aileron(0.0),
  41     Elevator(0.0)
  42 {
  43 //     set_delta_t( dt );
  44 }
  45
  46
  47 FGUFO::~FGUFO() {
  48 }
  49
  50
  51 // Initialize the UFO flight model, dt is the time increment
  52 // for each subsequent iteration through the EOM
  53 void FGUFO::init() {
  54     common_init();
  55 }
  56
  57
  58 // Run an iteration of the EOM (equations of motion)
  59 void FGUFO::update( double dt ) {
  60     // cout << "FGLaRCsim::update()" << endl;
  61
  62     if (is_suspended())
  63       return;
  64
  65     double time_step = dt;
  66
  67     // read the throttle
  68     double th = globals->get_controls()->get_throttle( 0 );
  69     if (globals->get_controls()->get_brake(0)) {
  70         th = -th;
  71     }
  72     Throttle = th * throttle_damp + Throttle * (1 - throttle_damp);
  73
  74     // read the state of the control surfaces
  75     Aileron  = globals->get_controls()->get_aileron() * aileron_damp
  76                + Aileron * (1 - aileron_damp);
  77     Elevator = globals->get_controls()->get_elevator() * elevator_damp
  78                + Elevator * (1 - elevator_damp);
  79
  80     // the velocity of the aircraft
  81     double velocity = Throttle * 2000; // meters/sec
  82
  83     double old_pitch = get_Theta();
  84     double pitch_rate = SGD_PI_4; // assume I will be pitching up
  85     double target_pitch = -Elevator * SGD_PI_2;
  86
  87     // if I am pitching down
  88     if (old_pitch > target_pitch)
  89         // set the pitch rate to negative (down)
  90         pitch_rate *= -1;
  91
  92     double pitch = old_pitch + (pitch_rate * time_step);
  93
  94     // if I am pitching up
  95     if (pitch_rate > 0.0)
  96     {
  97         // clip the pitch at the limit
  98         if ( pitch > target_pitch)
  99         {
 100             pitch = target_pitch;
 101         }
 102     }
 103     // if I am pitching down
 104     else if (pitch_rate < 0.0)
 105     {
 106         // clip the pitch at the limit
 107         if ( pitch < target_pitch)
 108         {
 109             pitch = target_pitch;
 110         }
 111     }
 112
 113     double old_roll     = get_Phi();
 114     double roll_rate    = SGD_PI_4;
 115     double target_roll  = Aileron * SGD_PI_2;
 116
 117     if (old_roll > target_roll)
 118         roll_rate *= -1;
 119
 120     double roll = old_roll + (roll_rate * time_step);
 121
 122     // if I am rolling CW
 123     if (roll_rate > 0.0)
 124     {
 125         // clip the roll at the limit
 126         if ( roll > target_roll)
 127         {
 128             roll = target_roll;
 129         }
 130     }
 131     // if I am rolling CCW
 132     else if (roll_rate < 0.0)
 133     {
 134         // clip the roll at the limit
 135         if ( roll < target_roll)
 136         {
 137             roll = target_roll;
 138         }
 139     }
 140
 141     // the vertical speed of the aircraft
 142     double real_climb_rate = sin (pitch) * SG_METER_TO_FEET * velocity; // feet/sec
 143     _set_Climb_Rate( -Elevator * 10.0 );
 144     double climb = real_climb_rate * time_step;
 145
 146     // the lateral speed of the aircraft
 147     double speed = cos (pitch) * velocity; // meters/sec
 148     double dist = speed * time_step;
 149     double kts = velocity * SG_METER_TO_NM * 3600.0;
 150     _set_V_equiv_kts( kts );
 151     _set_V_calibrated_kts( kts );
 152     _set_V_ground_speed( kts );
 153
 154     // angle of turn
 155     double turn_rate = sin(roll) * SGD_PI_4; // radians/sec
 156     double turn = turn_rate * time_step;
 157
 158     // update (lon/lat) position
 159     double lat2, lon2, az2;
 160     if ( fabs(speed) > SG_EPSILON ) {
 161         geo_direct_wgs_84 ( get_Altitude(),
 162                             get_Latitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 163                             get_Longitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 164                             get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 165                             dist, &lat2, &lon2, &az2 );
 166
 167         _set_Longitude( lon2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 168         _set_Latitude( lat2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 169     }
 170
 171     // cout << "lon error = " << fabs(end.x()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lon2)
 172     //      << "  lat error = " << fabs(end.y()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lat2)
 173     //      << endl;
 174
 175     double sl_radius, lat_geoc;
 176     sgGeodToGeoc( get_Latitude(), get_Altitude(), &sl_radius, &lat_geoc );
 177
 178     // update euler angles
 179     _set_Euler_Angles( roll, pitch,
 180                        fmod(get_Psi() + turn, SGD_2PI) );
 181     _set_Euler_Rates(0,0,0);
 182
 183     _set_Geocentric_Position( lat_geoc, get_Longitude(),
 184                              sl_radius + get_Altitude() + climb );
 185     // cout << "sea level radius (ft) = " << sl_radius << endl;
 186     // cout << "(setto) sea level radius (ft) = " << get_Sea_level_radius() << endl;
 187     _set_Sea_level_radius( sl_radius * SG_METER_TO_FEET);
 188     _set_Altitude( get_Altitude() + climb );
 189 }