]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/FDM/JSBSim/FGFCS.h
Updated to match changes in radiostack.[ch]xx
[flightgear.git] / src / FDM / JSBSim / FGFCS.h
index 1980cd0afcea8460e46dc9a3cf95aa73f77445b5..fa0a8baf1e5276ded634055ee132fa0ca3fb5d30 100644 (file)
-/*******************************************************************************
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
  Header:       FGGFCS.h
  Author:       Jon S. Berndt
  Date started: 12/12/98
-
  ------------- Copyright (C) 1999  Jon S. Berndt (jsb@hal-pc.org) -------------
-
  This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
  the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software
  Foundation; either version 2 of the License, or (at your option) any later
  version.
-
  This program is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT
  ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS
  FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License for more
  details.
-
  You should have received a copy of the GNU General Public License along with
  this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple
  Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
-
  Further information about the GNU General Public License can also be found on
  the world wide web at http://www.gnu.org.
-
 HISTORY
 --------------------------------------------------------------------------------
 12/12/98   JSB   Created
-
-********************************************************************************
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 SENTRY
-*******************************************************************************/
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
 #ifndef FGFCS_H
 #define FGFCS_H
 
-/*******************************************************************************
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 INCLUDES
-*******************************************************************************/
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
+
+#ifdef FGFS
+#  include <simgear/compiler.h>
+#  ifdef SG_HAVE_STD_INCLUDES
+#    include <vector>
+#  else
+#    include <vector.h>
+#  endif
+#else
+#  include <vector>
+#endif
 
+#include <string>
+#include "filtersjb/FGFCSComponent.h"
 #include "FGModel.h"
+#include "FGLGear.h"
+#include "FGConfigFile.h"
+
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+DEFINITIONS
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
+
+#define ID_FCS "$Id$"
+
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+FORWARD DECLARATIONS
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
+
+typedef enum { iDe=0, iDaL, iDaR, iDr, iDsb, iDsp, iDf, NNorm } FcIdx;
+typedef enum { ofRad=0, ofNorm, ofMag , NForms} OutputForm;
+
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+COMMENTS, REFERENCES, and NOTES [use "class documentation" below for API docs]
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
+
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+CLASS DOCUMENTATION
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
+
+/** Encapsulates the Flight Control System (FCS) functionality.
+    <ul><li>\URL[Source Code]{FGFCS.cpp.html}</li>
+    <li>\URL[Header File]{FGFCS.h.html}</li></ul>
+    This class owns and contains the list of \URL[components]{FGFCSComponent.html}
+    that define the control system for this aircraft. The config file for the
+    aircraft contains a description of the control path that starts at an input
+    or command and ends at an effector, e.g. an aerosurface. The FCS components
+    which comprise the control laws for an axis are defined sequentially in
+    the configuration file. For instance, for the X-15:
+    
+    <pre>
+    &lt FLIGHT_CONTROL NAME="X-15 SAS"&gt
+
+    &lt COMPONENT NAME="Pitch Trim Sum" TYPE="SUMMER"&gt
+      ID            0
+      INPUT        FG_ELEVATOR_CMD
+      INPUT        FG_PITCH_TRIM_CMD
+      CLIPTO       -1 1
+    &lt/COMPONENT&gt
+
+    &lt COMPONENT NAME="Pitch Command Scale" TYPE="AEROSURFACE_SCALE"&gt
+      ID           1
+      INPUT        0
+      MIN         -50
+      MAX          50
+    &lt/COMPONENT&gt
+
+    &lt COMPONENT NAME="Pitch Gain 1" TYPE="PURE_GAIN"&gt
+      ID           2
+      INPUT        1
+      GAIN         -0.36
+    &lt/COMPONENT&gt
+
+    &lt COMPONENT NAME="Pitch Scheduled Gain 1" TYPE="SCHEDULED_GAIN"&gt
+      ID           3
+      INPUT        2
+      GAIN         0.017
+      SCHEDULED_BY FG_ELEVATOR_POS
+      -0.35  -6.0
+      -0.17  -3.0
+       0.00  -2.0
+       0.09  -3.0
+       0.17  -5.0
+       0.60 -12.0
+    &lt/COMPONENT&gt
+
+    ... etc.
+    </pre>
+    
+    In the above case we can see the first few components of the pitch channel
+    defined. The input to the first component, as can be seen in the "Pitch trim
+    sum" component, is really the sum of two parameters: elevator command (from
+    the stick - a pilot input), and pitch trim. The type of this component is
+    "Summer". Its ID is 0 - the ID is used by other components to reference it.
+    The next component created is an aerosurface scale component - a type of
+    gain (see the LoadFCS() method for insight on how the various types of
+    components map into the actual component classes). You can see the input of
+    the "Pitch Command Scale" component takes "0" as input. When a number is
+    specified as an input, it refers to the ID of another FCS component. In this
+    case, ID 0 refers to the previously defined and discussed "Pitch Trim Sum"
+    component. This continues until the final component for an axis when the
+    OUTPUT keyword specifies where the output is supposed to go. See the
+    individual components for more information on how they are mechanized.
+    
+    @author Jon S. Berndt
+    @version $Id$
+    @see FGFCSComponent
+    @see FGConfigFile
+    @see FGGain
+    @see FGSummer
+    @see FGSwitch
+    @see FGGradient
+    @see FGFilter
+    @see FGDeadBand
+    @see <a href="http://cvs.sourceforge.net/cgi-bin/viewcvs.cgi/jsbsim/JSBSim/FGFCS.h?rev=HEAD&content-type=text/vnd.viewcvs-markup">
+         Header File </a>
+    @see <a href="http://cvs.sourceforge.net/cgi-bin/viewcvs.cgi/jsbsim/JSBSim/FGFCS.cpp?rev=HEAD&content-type=text/vnd.viewcvs-markup">
+         Source File </a>
+*/
 
-/*******************************************************************************
+/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 CLASS DECLARATION
-*******************************************************************************/
+%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
-using namespace std;
+class FGFCS : public FGModel {
 
-class FGFCS : public FGModel
-{
 public:
-       FGFCS(FGFDMExec*);
-       ~FGFCS(void);
+  /** Constructor
+      @param Executive a pointer to the parent executive object */
+  FGFCS(FGFDMExec*);
+  /// Destructor
+  ~FGFCS();
+
+  /** Runs the Flight Controls model; called by the Executive
+      @return false if no error */
+  bool Run(void);
+
+  /// @name Pilot input command retrieval
+  //@{
+  /** Gets the aileron command.
+      @return aileron command in percent */
+  inline double GetDaCmd(void) const { return DaCmd; }
+  
+  /** Gets the elevator command.
+      @return elevator command in percent */
+  inline double GetDeCmd(void) const { return DeCmd; }
+
+  /** Gets the rudder command.
+      @return rudder command in percent */
+  inline double GetDrCmd(void) const { return DrCmd; }
+
+  /** Gets the flaps command.
+      @return flaps command in percent */
+  inline double GetDfCmd(void) const { return DfCmd; }
+
+  /** Gets the speedbrake command.
+      @return speedbrake command in percent */
+  inline double GetDsbCmd(void) const { return DsbCmd; }
+
+  /** Gets the spoiler command.
+      @return spoiler command in percent */
+  inline double GetDspCmd(void) const { return DspCmd; }
+
+  /** Gets the throttle command.
+      @param engine engine ID number
+      @return throttle command in percent ( 0 - 100) for the given engine */
+  double GetThrottleCmd(int engine) const;
+
+  /** Gets the mixture command.
+      @param engine engine ID number
+      @return mixture command in percent ( 0 - 100) for the given engine */
+  inline double GetMixtureCmd(int engine) const { return MixtureCmd[engine]; }
+
+  /** Gets the prop pitch command.
+      @param engine engine ID number
+      @return pitch command in percent ( 0.0 - 1.0) for the given engine */
+  inline double GetPropAdvanceCmd(int engine) const { return PropAdvanceCmd[engine]; }
+
+  /** Gets the pitch trim command.
+      @return pitch trim command in percent */
+  inline double GetPitchTrimCmd(void) const { return PTrimCmd; }
+  
+  /** Gets the rudder trim command.
+      @return rudder trim command in percent */
+  inline double GetYawTrimCmd(void) const { return YTrimCmd; }
+  
+  /** Gets the aileron trim command.
+      @return aileron trim command in percent */
+  inline double GetRollTrimCmd(void) const { return RTrimCmd; }
+  
+  /** Get the gear extend/retract command. 0 commands gear up, 1 down.
+      defaults to down.
+      @return the current value of the gear extend/retract command*/
+  inline double GetGearCmd(void) const { return GearCmd; }    
+  //@}
+
+  /// @name Aerosurface position retrieval
+  //@{
+  /** Gets the left aileron position.
+      @return aileron position in radians */
+  inline double GetDaLPos( int form = ofRad ) 
+                         const { return DaLPos[form]; }
+
+  /// @name Aerosurface position retrieval
+  //@{
+  /** Gets the right aileron position.
+      @return aileron position in radians */
+  inline double GetDaRPos( int form = ofRad ) 
+                         const { return DaRPos[form]; }
+
+  /** Gets the elevator position.
+      @return elevator position in radians */
+  inline double GetDePos( int form = ofRad ) 
+                         const { return DePos[form]; }
+  /** Gets the rudder position.
+      @return rudder position in radians */
+  inline double GetDrPos( int form = ofRad ) 
+                         const { return DrPos[form]; }
+
+  /** Gets the speedbrake position.
+      @return speedbrake position in radians */
+  inline double GetDsbPos( int form = ofRad ) 
+                         const { return DsbPos[form]; }
+
+  /** Gets the spoiler position.
+      @return spoiler position in radians */
+  inline double GetDspPos( int form = ofRad ) 
+                         const { return DspPos[form]; }
+  
+  /** Gets the flaps position.
+      @return flaps position in radians */
+  inline double GetDfPos( int form = ofRad ) 
+                         const { return DfPos[form]; }
+                         
+  /** Gets the throttle position.
+      @param engine engine ID number
+      @return throttle position for the given engine in percent ( 0 - 100)*/
+  double GetThrottlePos(int engine) const;
 
-       bool Run(void);
+  /** Gets the mixture position.
+      @param engine engine ID number
+      @return mixture position for the given engine in percent ( 0 - 100)*/
+  inline double GetMixturePos(int engine) const { return MixturePos[engine]; }
   
-       inline float GetDa(void) {return Da;}
-       inline float GetDe(void) {return De;}
-       inline float GetDr(void) {return Dr;}
-       inline float GetDf(void) {return Df;}
-       inline float GetDs(void) {return Ds;}
-       inline float GetThrottle(int ii) {return Throttle[ii];}
-
-       inline void SetDa(float tt) {Da = tt*0.30;}
-       inline void SetDe(float tt) {De = tt*0.60;}
-       inline void SetDr(float tt) {Dr = -1*tt*0.50;}
-       inline void SetDf(float tt) {Df = tt;}
-       inline void SetDs(float tt) {Ds = tt;}
-       void SetThrottle(int ii, float tt);
-
-protected:
+  /** Gets the gear position (0 up, 1 down), defaults to down
+      @return gear position (0 up, 1 down) */
+  inline double GetGearPos(void) const { return GearPos; }    
 
+  /** Gets the prop pitch position.
+      @param engine engine ID number
+      @return prop pitch position for the given engine in percent ( 0.0-1.0)*/
+  inline double GetPropAdvance(int engine) const { return PropAdvance[engine]; }
+  //@}
+
+  /** Retrieves the State object pointer.
+      This is used by the FGFCS-owned components.
+      @return pointer to the State object */
+  inline FGState* GetState(void) { return State; }
+
+  /** Retrieves a components output value
+      @param idx the index of the component (the component ID)
+      @return output value from the component */
+  double GetComponentOutput(int idx);
+
+  /** Retrieves the component name
+      @param idx the index of the component (the component ID)
+      @return name of the component */
+  string GetComponentName(int idx);
+
+  /** Retrieves all component names for inclusion in output stream */
+  string GetComponentStrings(void);
+
+  /** Retrieves all component outputs for inclusion in output stream */
+  string GetComponentValues(void);
+
+  /// @name Pilot input command setting
+  //@{
+  /** Sets the aileron command
+      @param cmd aileron command in percent*/
+  inline void SetDaCmd( double cmd ) { DaCmd = cmd; }
+
+  /** Sets the elevator command
+      @param cmd elevator command in percent*/
+  inline void SetDeCmd(double cmd ) { DeCmd = cmd; }
+
+  /** Sets the rudder command
+      @param cmd rudder command in percent*/
+  inline void SetDrCmd(double cmd) { DrCmd = cmd; }
+
+  /** Sets the flaps command
+      @param cmd flaps command in percent*/
+  inline void SetDfCmd(double cmd) { DfCmd = cmd; }
+
+  /** Sets the speedbrake command
+      @param cmd speedbrake command in percent*/
+  inline void SetDsbCmd(double cmd) { DsbCmd = cmd; }
+
+  /** Sets the spoilers command
+      @param cmd spoilers command in percent*/
+  inline void SetDspCmd(double cmd) { DspCmd = cmd; }
+
+  /** Sets the pitch trim command
+      @param cmd pitch trim command in percent*/
+  inline void SetPitchTrimCmd(double cmd) { PTrimCmd = cmd; }
+
+  /** Sets the rudder trim command
+      @param cmd rudder trim command in percent*/
+  inline void SetYawTrimCmd(double cmd) { YTrimCmd = cmd; }
+
+  /** Sets the aileron trim command
+      @param cmd aileron trim command in percent*/
+  inline void SetRollTrimCmd(double cmd) { RTrimCmd = cmd; }
+
+  /** Sets the throttle command for the specified engine
+      @param engine engine ID number
+      @param cmd throttle command in percent (0 - 100)*/
+  void SetThrottleCmd(int engine, double cmd);
+
+  /** Sets the mixture command for the specified engine
+      @param engine engine ID number
+      @param cmd mixture command in percent (0 - 100)*/
+  void SetMixtureCmd(int engine, double cmd);
+  
+  /** Set the gear extend/retract command, defaults to down
+      @param gear command 0 for up, 1 for down */
+   void SetGearCmd(double gearcmd) { GearCmd = gearcmd; }   
+
+  /** Sets the propeller pitch command for the specified engine
+      @param engine engine ID number
+      @param cmd mixture command in percent (0.0 - 1.0)*/
+  void SetPropAdvanceCmd(int engine, double cmd);
+  //@}
+
+  /// @name Aerosurface position setting
+  //@{
+  /** Sets the left aileron position
+      @param cmd left aileron position in radians*/
+  inline void SetDaLPos( int form , double pos ) 
+                                      { DaLPos[form] = pos; }
+
+  /** Sets the right aileron position
+      @param cmd right aileron position in radians*/
+  inline void SetDaRPos( int form , double pos ) 
+                                      { DaRPos[form] = pos; }
+
+  /** Sets the elevator position
+      @param cmd elevator position in radians*/
+  inline void SetDePos( int form , double pos ) 
+                                      { DePos[form] = pos; }
+
+  /** Sets the rudder position
+      @param cmd rudder position in radians*/
+  inline void SetDrPos( int form , double pos ) 
+                                      { DrPos[form] = pos; }
+   /** Sets the flaps position
+      @param cmd flaps position in radians*/
+  inline void SetDfPos( int form , double pos ) 
+                                      { DfPos[form] = pos; }
+  
+  /** Sets the speedbrake position
+      @param cmd speedbrake position in radians*/
+  inline void SetDsbPos( int form , double pos ) 
+                                      { DsbPos[form] = pos; }
+
+  /** Sets the spoiler position
+      @param cmd spoiler position in radians*/
+  inline void SetDspPos( int form , double pos ) 
+                                      { DspPos[form] = pos; }
+  /** Sets the actual throttle setting for the specified engine
+      @param engine engine ID number
+      @param cmd throttle setting in percent (0 - 100)*/
+  void SetThrottlePos(int engine, double cmd);
+
+  /** Sets the actual mixture setting for the specified engine
+      @param engine engine ID number
+      @param cmd mixture setting in percent (0 - 100)*/
+  void SetMixturePos(int engine, double cmd);
+  
+  /** Set the gear extend/retract position, defaults to down
+      @param gear position 0 up, 1 down       */
+   void SetGearPos(double gearpos) { GearPos = gearpos; }   
+
+
+  /** Sets the actual prop pitch setting for the specified engine
+      @param engine engine ID number
+      @param cmd prop pitch setting in percent (0.0 - 1.0)*/
+  void SetPropAdvance(int engine, double cmd);
+  //@}
+
+  /// @name Landing Gear brakes
+  //@{
+  /** Sets the left brake group
+      @param cmd brake setting in percent (0.0 - 1.0) */
+  void SetLBrake(double cmd) {LeftBrake = cmd;}
+
+  /** Sets the right brake group
+      @param cmd brake setting in percent (0.0 - 1.0) */
+  void SetRBrake(double cmd) {RightBrake = cmd;}
+
+  /** Sets the center brake group
+      @param cmd brake setting in percent (0.0 - 1.0) */
+  void SetCBrake(double cmd) {CenterBrake = cmd;}
+
+  /** Gets the brake for a specified group.
+      @param bg which brakegroup to retrieve the command for
+      @return the brake setting for the supplied brake group argument */
+  double GetBrake(FGLGear::BrakeGroup bg);
+  //@}
+
+  /** Loads the Flight Control System.
+      The FGAircraft instance is actually responsible for reading the config file
+      and calling the various Loadxx() methods of the other systems, passing in
+      the config file instance pointer. LoadFCS() is called from FGAircraft.
+      @param AC_cfg pointer to the config file instance
+      @return true if succesful */
+  bool Load(FGConfigFile* AC_cfg);
+
+  void AddThrottle(void);
+  
+  FGPropertyManager* GetPropertyManager(void) { return PropertyManager; }
+  
+  void bind(void);
+  void bindModel(void);
+  void unbind(void);
+  
 private:
-  float Da, De, Dr, Df, Ds;
-  float Throttle[MAX_ENGINES];
+  double DaCmd, DeCmd, DrCmd, DfCmd, DsbCmd, DspCmd;
+  double DePos[NForms], DaLPos[NForms], DaRPos[NForms], DrPos[NForms];  
+  double DfPos[NForms], DsbPos[NForms], DspPos[NForms];
+  double PTrimCmd, YTrimCmd, RTrimCmd;
+  vector <double> ThrottleCmd;
+  vector <double> ThrottlePos;
+  vector <double> MixtureCmd;
+  vector <double> MixturePos;
+  vector <double> PropAdvanceCmd;
+  vector <double> PropAdvance;
+  double LeftBrake, RightBrake, CenterBrake; // Brake settings
+  double GearCmd,GearPos;
+  
+  bool DoNormalize;
+  void Normalize(void);
+
+  vector <FGFCSComponent*> Components;
+  int ToNormalize[NNorm];
+  void Debug(int from);
 };
 
-/******************************************************************************/
+#include "FGState.h"
+
 #endif
+