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( int multiloop ) {
  60     // cout << "FGLaRCsim::update()" << endl;
  61
  62     double time_step = get_delta_t() * multiloop;
  63
  64     // read the throttle
  65     double th = globals->get_controls()->get_throttle( 0 );
  66     if (globals->get_controls()->get_brake(0)) {
  67         th = -th;
  68     }
  69     Throttle = th * throttle_damp + Throttle * (1 - throttle_damp);
  70
  71     // read the state of the control surfaces
  72     Aileron  = globals->get_controls()->get_aileron() * aileron_damp
  73                + Aileron * (1 - aileron_damp);
  74     Elevator = globals->get_controls()->get_elevator() * elevator_damp
  75                + Elevator * (1 - elevator_damp);
  76
  77     // the velocity of the aircraft
  78     double velocity = Throttle * 2000; // meters/sec
  79
  80     double old_pitch = get_Theta();
  81     double pitch_rate = SGD_PI_4; // assume I will be pitching up
  82     double target_pitch = -Elevator * SGD_PI_2;
  83
  84     // if I am pitching down
  85     if (old_pitch > target_pitch)
  86         // set the pitch rate to negative (down)
  87         pitch_rate *= -1;
  88
  89     double pitch = old_pitch + (pitch_rate * time_step);
  90
  91     // if I am pitching up
  92     if (pitch_rate > 0.0)
  93     {
  94         // clip the pitch at the limit
  95         if ( pitch > target_pitch)
  96         {
  97             pitch = target_pitch;
  98         }
  99     }
 100     // if I am pitching down
 101     else if (pitch_rate < 0.0)
 102     {
 103         // clip the pitch at the limit
 104         if ( pitch < target_pitch)
 105         {
 106             pitch = target_pitch;
 107         }
 108     }
 109
 110     double old_roll     = get_Phi();
 111     double roll_rate    = SGD_PI_4;
 112     double target_roll  = Aileron * SGD_PI_2;
 113
 114     if (old_roll > target_roll)
 115         roll_rate *= -1;
 116
 117     double roll = old_roll + (roll_rate * time_step);
 118
 119     // if I am rolling CW
 120     if (roll_rate > 0.0)
 121     {
 122         // clip the roll at the limit
 123         if ( roll > target_roll)
 124         {
 125             roll = target_roll;
 126         }
 127     }
 128     // if I am rolling CCW
 129     else if (roll_rate < 0.0)
 130     {
 131         // clip the roll at the limit
 132         if ( roll < target_roll)
 133         {
 134             roll = target_roll;
 135         }
 136     }
 137
 138     // the vertical speed of the aircraft
 139     double real_climb_rate = sin (pitch) * SG_METER_TO_FEET * velocity; // feet/sec
 140     _set_Climb_Rate( -Elevator * 10.0 );
 141     double climb = real_climb_rate * time_step;
 142
 143     // the lateral speed of the aircraft
 144     double speed = cos (pitch) * velocity; // meters/sec
 145     double dist = speed * time_step;
 146     double kts = velocity * SG_METER_TO_NM * 3600.0;
 147     _set_V_equiv_kts( kts );
 148     _set_V_calibrated_kts( kts );
 149     _set_V_ground_speed( kts );
 150
 151     // angle of turn
 152     double turn_rate = sin(roll) * SGD_PI_4; // radians/sec
 153     double turn = turn_rate * time_step;
 154
 155     // update (lon/lat) position
 156     double lat2, lon2, az2;
 157     if ( fabs(speed) > SG_EPSILON ) {
 158         geo_direct_wgs_84 ( get_Altitude(),
 159                             get_Latitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 160                             get_Longitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 161                             get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 162                             dist, &lat2, &lon2, &az2 );
 163
 164         _set_Longitude( lon2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 165         _set_Latitude( lat2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 166     }
 167
 168     // cout << "lon error = " << fabs(end.x()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lon2)
 169     //      << "  lat error = " << fabs(end.y()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lat2)
 170     //      << endl;
 171
 172     double sl_radius, lat_geoc;
 173     sgGeodToGeoc( get_Latitude(), get_Altitude(), &sl_radius, &lat_geoc );
 174
 175     // update euler angles
 176     _set_Euler_Angles( roll, pitch,
 177                        fmod(get_Psi() + turn, SGD_2PI) );
 178     _set_Euler_Rates(0,0,0);
 179
 180     _set_Geocentric_Position( lat_geoc, get_Longitude(),
 181                              sl_radius + get_Altitude() + climb );
 182     // cout << "sea level radius (ft) = " << sl_radius << endl;
 183     // cout << "(setto) sea level radius (ft) = " << get_Sea_level_radius() << endl;
 184     _set_Sea_level_radius( sl_radius * SG_METER_TO_FEET);
 185     _set_Altitude( get_Altitude() + climb );
 186 }