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  - http://www.flightgear.org/~curt
   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 const double rudder_damp = 0.4;
  38
  39 FGUFO::FGUFO( double dt )
  40   : Throttle(0.0),
  41     Aileron(0.0),
  42     Elevator(0.0),
  43     Rudder(0.0)
  44 {
  45 //     set_delta_t( dt );
  46 }
  47
  48
  49 FGUFO::~FGUFO() {
  50 }
  51
  52
  53 // Initialize the UFO flight model, dt is the time increment
  54 // for each subsequent iteration through the EOM
  55 void FGUFO::init() {
  56     common_init();
  57 }
  58
  59
  60 // Run an iteration of the EOM (equations of motion)
  61 void FGUFO::update( double dt ) {
  62     // cout << "FGLaRCsim::update()" << endl;
  63
  64     if (is_suspended())
  65       return;
  66
  67     double time_step = dt;
  68
  69     // read the throttle
  70     double th = globals->get_controls()->get_throttle( 0 );
  71     if ( globals->get_controls()->get_brake_left() > 0.0
  72          || globals->get_controls()->get_brake_right() > 0.0 )
  73     {
  74         th = -th;
  75     }
  76     Throttle = th * throttle_damp + Throttle * (1 - throttle_damp);
  77
  78     // read the state of the control surfaces
  79     Aileron  = globals->get_controls()->get_aileron() * aileron_damp
  80                + Aileron * (1 - aileron_damp);
  81     Elevator = globals->get_controls()->get_elevator() * elevator_damp
  82                + Elevator * (1 - elevator_damp);
  83     Rudder = globals->get_controls()->get_rudder() * rudder_damp
  84                + Rudder * (1 - rudder_damp);
  85
  86     // the velocity of the aircraft
  87     double velocity = Throttle * 2000; // meters/sec
  88
  89     double old_pitch = get_Theta();
  90     double pitch_rate = SGD_PI_4; // assume I will be pitching up
  91     double target_pitch = -Elevator * SGD_PI_2;
  92
  93     // if I am pitching down
  94     if (old_pitch > target_pitch)
  95         // set the pitch rate to negative (down)
  96         pitch_rate *= -1;
  97
  98     double pitch = old_pitch + (pitch_rate * time_step);
  99
 100     // if I am pitching up
 101     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     // if I am pitching down
 110     else if (pitch_rate < 0.0)
 111     {
 112         // clip the pitch at the limit
 113         if ( pitch < target_pitch)
 114         {
 115             pitch = target_pitch;
 116         }
 117     }
 118
 119     double old_roll     = get_Phi();
 120     double roll_rate    = SGD_PI_4;
 121     double target_roll  = Aileron * SGD_PI_2;
 122
 123     if (old_roll > target_roll)
 124         roll_rate *= -1;
 125
 126     double roll = old_roll + (roll_rate * time_step);
 127
 128     // if I am rolling CW
 129     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     // if I am rolling CCW
 138     else if (roll_rate < 0.0)
 139     {
 140         // clip the roll at the limit
 141         if ( roll < target_roll)
 142         {
 143             roll = target_roll;
 144         }
 145     }
 146
 147     // the vertical speed of the aircraft
 148     double real_climb_rate = sin (pitch) * SG_METER_TO_FEET * velocity; // feet/sec
 149     _set_Climb_Rate( -Elevator * 10.0 );
 150     double climb = real_climb_rate * time_step;
 151
 152     // the lateral speed of the aircraft
 153     double speed = cos (pitch) * velocity; // meters/sec
 154     double dist = speed * time_step;
 155     double kts = velocity * SG_METER_TO_NM * 3600.0;
 156     _set_V_equiv_kts( kts );
 157     _set_V_calibrated_kts( kts );
 158     _set_V_ground_speed( kts );
 159
 160     // angle of turn
 161     double turn_rate = sin(roll) * SGD_PI_4; // radians/sec
 162     double turn = turn_rate * time_step;
 163     double yaw = fabs(Rudder) < .2 ? 0.0 : Rudder / (25 + fabs(speed) * .1);
 164
 165     // update (lon/lat) position
 166     double lat2, lon2, az2;
 167     if ( fabs(speed) > SG_EPSILON ) {
 168         geo_direct_wgs_84 ( get_Altitude(),
 169                             get_Latitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 170                             get_Longitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 171                             get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
 172                             dist, &lat2, &lon2, &az2 );
 173
 174         _set_Longitude( lon2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 175         _set_Latitude( lat2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
 176     }
 177
 178     // cout << "lon error = " << fabs(end.x()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lon2)
 179     //      << "  lat error = " << fabs(end.y()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lat2)
 180     //      << endl;
 181
 182     double sl_radius, lat_geoc;
 183     sgGeodToGeoc( get_Latitude(), get_Altitude(), &sl_radius, &lat_geoc );
 184
 185     // update euler angles
 186     _set_Euler_Angles( roll, pitch,
 187                        fmod(get_Psi() + turn + yaw, SGD_2PI) );
 188     _set_Euler_Rates(0,0,0);
 189
 190     _set_Geocentric_Position( lat_geoc, get_Longitude(),
 191                              sl_radius + get_Altitude() + climb );
 192     // cout << "sea level radius (ft) = " << sl_radius << endl;
 193     // cout << "(setto) sea level radius (ft) = " << get_Sea_level_radius() << endl;
 194     _set_Sea_level_radius( sl_radius * SG_METER_TO_FEET);
 195     _set_Altitude( get_Altitude() + climb );
 196 }