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 = 0.05;
  35 const double aileron_damp = 0.01;
  36 const double elevator_damp = 0.01;
  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     int multiloop = _calc_multiloop(dt);
  66
  67     double time_step = dt * multiloop;
  68
  69     // read the throttle
  70     double th = globals->get_controls()->get_throttle( 0 );
  71     if (globals->get_controls()->get_brake(0)) {
  72         th = -th;
  73     }
  74     Throttle = th * throttle_damp + Throttle * (1 - throttle_damp);
  75
  76     // read the state of the control surfaces
  77     Aileron  = globals->get_controls()->get_aileron() * aileron_damp
  78                + Aileron * (1 - aileron_damp);
  79     Elevator = globals->get_controls()->get_elevator() * elevator_damp
  80                + Elevator * (1 - elevator_damp);
  81
  82     // the velocity of the aircraft
  83     double velocity = Throttle * 2000; // meters/sec
  84
  85     double old_pitch = get_Theta();
  86     double pitch_rate = SGD_PI_4; // assume I will be pitching up
  87     double target_pitch = -Elevator * SGD_PI_2;
  88
  89     // if I am pitching down
  90     if (old_pitch > target_pitch)
  91         // set the pitch rate to negative (down)
  92         pitch_rate *= -1;
  93
  94     double pitch = old_pitch + (pitch_rate * time_step);
  95
  96     // if I am pitching up
  97     if (pitch_rate > 0.0)
  98     {
  99         // clip the pitch at the limit
 100         if ( pitch > target_pitch)
 101         {
 102             pitch = target_pitch;
 103         }
 104     }
 105     // if I am pitching down
 106     else if (pitch_rate < 0.0)
 107     {
 108         // clip the pitch at the limit
 109         if ( pitch < target_pitch)
 110         {
 111             pitch = target_pitch;
 112         }
 113     }
 114
 115     double old_roll     = get_Phi();
 116     double roll_rate    = SGD_PI_4;
 117     double target_roll  = Aileron * SGD_PI_2;
 118
 119     if (old_roll > target_roll)
 120         roll_rate *= -1;
 121
 122     double roll = old_roll + (roll_rate * time_step);
 123
 124     // if I am rolling CW
 125     if (roll_rate > 0.0)
 126     {
 127         // clip the roll at the limit
 128         if ( roll > target_roll)
 129         {
 130             roll = target_roll;
 131         }
 132     }
 133     // if I am rolling CCW
 134     else if (roll_rate < 0.0)
 135     {
 136         // clip the roll at the limit
 137         if ( roll < target_roll)
 138         {
 139             roll = target_roll;
 140         }
 141     }
 142
 143     // the vertical speed of the aircraft
 144     double real_climb_rate = sin (pitch) * SG_METER_TO_FEET * velocity; // feet/sec
 145     _set_Climb_Rate( -Elevator * 10.0 );
 146     double climb = real_climb_rate * time_step;
 147
 148     // the lateral speed of the aircraft
 149     double speed = cos (pitch) * velocity; // meters/sec
 150     double dist = speed * time_step;
 151     double kts = velocity * SG_METER_TO_NM * 3600.0;
 152     _set_V_equiv_kts( kts );
 153     _set_V_calibrated_kts( kts );
 154     _set_V_ground_speed( kts );
 155
 156     // angle of turn
 157     double turn_rate = sin(roll) * SGD_PI_4; // radians/sec
 158     double turn = turn_rate * time_step;
 159
 160     // update (lon/lat) position
 161     double lat2, lon2, az2;
 162     if ( fabs(speed) > SG_EPSILON ) {
 163         geo_direct_wgs_84 ( get_Altitude(),
 164                             get_Latitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 165                             get_Longitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 166                             get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 167                             dist, &lat2, &lon2, &az2 );
 168
 169         _set_Longitude( lon2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 170         _set_Latitude( lat2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 171     }
 172
 173     // cout << "lon error = " << fabs(end.x()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lon2)
 174     //      << "  lat error = " << fabs(end.y()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lat2)
 175     //      << endl;
 176
 177     double sl_radius, lat_geoc;
 178     sgGeodToGeoc( get_Latitude(), get_Altitude(), &sl_radius, &lat_geoc );
 179
 180     // update euler angles
 181     _set_Euler_Angles( roll, pitch,
 182                        fmod(get_Psi() + turn, SGD_2PI) );
 183     _set_Euler_Rates(0,0,0);
 184
 185     _set_Geocentric_Position( lat_geoc, get_Longitude(),
 186                              sl_radius + get_Altitude() + climb );
 187     // cout << "sea level radius (ft) = " << sl_radius << endl;
 188     // cout << "(setto) sea level radius (ft) = " << get_Sea_level_radius() << endl;
 189     _set_Sea_level_radius( sl_radius * SG_METER_TO_FEET);
 190     _set_Altitude( get_Altitude() + climb );
 191 }