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Bertrand Coconnier: updated fix for #204 and #222: JSBSim reset
[flightgear.git] / src / FDM / JSBSim / FGFDMExec.cpp
index 6851223810d1208eaca2be7bc291c05f934a3963..ade4209cdf5a26fa07a7673964c13b66bcb8006f 100644 (file)
@@ -42,7 +42,6 @@ INCLUDES
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
 #include "FGFDMExec.h"
-#include "FGState.h"
 #include "models/FGAtmosphere.h"
 #include "models/atmosphere/FGMSIS.h"
 #include "models/atmosphere/FGMars.h"
@@ -72,46 +71,22 @@ using namespace std;
 
 namespace JSBSim {
 
-static const char *IdSrc = "$Id$";
+static const char *IdSrc = "$Id: FGFDMExec.cpp,v 1.84 2011/01/16 16:26:14 bcoconni Exp $";
 static const char *IdHdr = ID_FDMEXEC;
 
-/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-GLOBAL DECLARATIONS
-%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
-
-unsigned int FGFDMExec::FDMctr = 0;
-FGPropertyManager* FGFDMExec::master=0;
-
 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 CLASS IMPLEMENTATION
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
-void checkTied ( FGPropertyManager *node )
-{
-  int N = node->nChildren();
-  string name;
-
-  for (int i=0; i<N; i++) {
-    if (node->getChild(i)->nChildren() ) {
-      checkTied( (FGPropertyManager*)node->getChild(i) );
-    }
-    if ( node->getChild(i)->isTied() ) {
-      name = ((FGPropertyManager*)node->getChild(i))->GetFullyQualifiedName();
-      node->Untie(name);
-    }
-  }
-}
-
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 // Constructor
 
-FGFDMExec::FGFDMExec(FGPropertyManager* root) : Root(root)
+FGFDMExec::FGFDMExec(FGPropertyManager* root, unsigned int* fdmctr) : Root(root), FDMctr(fdmctr)
 {
 
   Frame           = 0;
   Error           = 0;
   GroundCallback  = 0;
-  State           = 0;
   Atmosphere      = 0;
   FCS             = 0;
   Propulsion      = 0;
@@ -129,27 +104,41 @@ FGFDMExec::FGFDMExec(FGPropertyManager* root) : Root(root)
   Trim            = 0;
   Script          = 0;
 
+  RootDir = "";
+
   modelLoaded = false;
   IsChild = false;
   holding = false;
   Terminate = false;
+  StandAlone = false;
 
-  IdFDM = FDMctr; // The main (parent) JSBSim instance is always the "zeroth"
-  FDMctr++;       // instance. "child" instances are loaded last.
+  sim_time = 0.0;
+  dT = 1.0/120.0; // a default timestep size. This is needed for when JSBSim is
+                  // run in standalone mode with no initialization file.
 
   try {
     char* num = getenv("JSBSIM_DEBUG");
     if (num) debug_lvl = atoi(num); // set debug level
-  } catch (...) {               // if error set to 1
+  } catch (...) {                   // if error set to 1
     debug_lvl = 1;
   }
 
-  if (Root == 0) {
-    if (master == 0)
-      master = new FGPropertyManager;
-    Root = master;
+  if (Root == 0) {                 // Then this is the root FDM
+    Root = new FGPropertyManager;  // Create the property manager
+    StandAlone = true;
   }
 
+  if (FDMctr == 0) {
+    FDMctr = new unsigned int;     // Create and initialize the child FDM counter
+    (*FDMctr) = 0;
+  }
+
+  // Store this FDM's ID
+  IdFDM = (*FDMctr); // The main (parent) JSBSim instance is always the "zeroth"
+                                                                      
+  // Prepare FDMctr for the next child FDM id
+  (*FDMctr)++;       // instance. "child" instances are loaded last.
+
   instance = Root->GetNode("/fdm/jsbsim",IdFDM,true);
   Debug(0);
   // this is to catch errors in binding member functions to the property tree.
@@ -169,6 +158,9 @@ FGFDMExec::FGFDMExec(FGPropertyManager* root) : Root(root)
   instance->Tie("simulation/do_simple_trim", this, (iPMF)0, &FGFDMExec::DoTrim);
   instance->Tie("simulation/reset", this, (iPMF)0, &FGFDMExec::ResetToInitialConditions);
   instance->Tie("simulation/terminate", (int *)&Terminate);
+  instance->Tie("simulation/sim-time-sec", this, &FGFDMExec::GetSimTime);
+  instance->Tie("simulation/jsbsim-debug", this, &FGFDMExec::GetDebugLevel, &FGFDMExec::SetDebugLevel);
+
   Constructing = false;
 }
 
@@ -177,9 +169,20 @@ FGFDMExec::FGFDMExec(FGPropertyManager* root) : Root(root)
 FGFDMExec::~FGFDMExec()
 {
   try {
-    checkTied( instance );
+    Unbind();
     DeAllocate();
-    if (Root == 0)  delete master;
+    
+    if (IdFDM == 0) { // Meaning this is no child FDM
+      if(Root != 0) {
+         if(StandAlone)
+            delete Root;
+         Root = 0;
+      }
+      if(FDMctr != 0) {
+         delete FDMctr;
+         FDMctr = 0;
+      }
+    }
   } catch ( string msg ) {
     cout << "Caught error: " << msg << endl;
   }
@@ -217,15 +220,11 @@ bool FGFDMExec::Allocate(void)
   Auxiliary       = new FGAuxiliary(this);
   Input           = new FGInput(this);
 
-  State           = new FGState(this); // This must be done here, as the FGState
-                                       // class needs valid pointers to the above
-                                       // model classes
-
   // Schedule a model. The second arg (the integer) is the pass number. For
   // instance, the atmosphere model could get executed every fifth pass it is called.
   
   Schedule(Input,           1);
-  Schedule(Atmosphere,      30);
+  Schedule(Atmosphere,      1);
   Schedule(FCS,             1);
   Schedule(Propulsion,      1);
   Schedule(MassBalance,     1);
@@ -267,7 +266,6 @@ bool FGFDMExec::DeAllocate(void)
   delete Aircraft;
   delete Propagate;
   delete Auxiliary;
-  delete State;
   delete Script;
 
   for (unsigned i=0; i<Outputs.size(); i++) delete Outputs[i];
@@ -280,7 +278,6 @@ bool FGFDMExec::DeAllocate(void)
 
   Error       = 0;
 
-  State           = 0;
   Input           = 0;
   Atmosphere      = 0;
   FCS             = 0;
@@ -324,13 +321,13 @@ bool FGFDMExec::Run(void)
   }
 
   // returns true if success, false if complete
-  if (Script != 0 && !State->IntegrationSuspended()) success = Script->RunScript();
+  if (Script != 0 && !IntegrationSuspended()) success = Script->RunScript();
 
   vector <FGModel*>::iterator it;
   for (it = Models.begin(); it != Models.end(); ++it) (*it)->Run();
 
   Frame++;
-  if (!Holding()) State->IncrTime();
+  if (!Holding()) IncrTime();
   if (Terminate) success = false;
 
   return (success);
@@ -341,14 +338,49 @@ bool FGFDMExec::Run(void)
 
 bool FGFDMExec::RunIC(void)
 {
-  State->SuspendIntegration();
-  State->Initialize(IC);
+  SuspendIntegration(); // saves the integration rate, dt, then sets it to 0.0.
+  Initialize(IC);
   Run();
-  State->ResumeIntegration();
+  ResumeIntegration(); // Restores the integration rate to what it was.
 
   return true;
 }
 
+//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+
+void FGFDMExec::Initialize(FGInitialCondition *FGIC)
+{
+  Propagate->SetInitialState( FGIC );
+
+  Atmosphere->Run();
+  Atmosphere->SetWindNED( FGIC->GetWindNFpsIC(),
+                          FGIC->GetWindEFpsIC(),
+                          FGIC->GetWindDFpsIC() );
+
+  FGColumnVector3 vAeroUVW;
+  vAeroUVW = Propagate->GetUVW() + Propagate->GetTl2b()*Atmosphere->GetTotalWindNED();
+
+  double alpha, beta;
+  if (vAeroUVW(eW) != 0.0)
+    alpha = vAeroUVW(eU)*vAeroUVW(eU) > 0.0 ? atan2(vAeroUVW(eW), vAeroUVW(eU)) : 0.0;
+  else
+    alpha = 0.0;
+  if (vAeroUVW(eV) != 0.0)
+    beta = vAeroUVW(eU)*vAeroUVW(eU)+vAeroUVW(eW)*vAeroUVW(eW) > 0.0 ? atan2(vAeroUVW(eV), (fabs(vAeroUVW(eU))/vAeroUVW(eU))*sqrt(vAeroUVW(eU)*vAeroUVW(eU) + vAeroUVW(eW)*vAeroUVW(eW))) : 0.0;
+  else
+    beta = 0.0;
+
+  Auxiliary->SetAB(alpha, beta);
+
+  double Vt = vAeroUVW.Magnitude();
+  Auxiliary->SetVt(Vt);
+
+  Auxiliary->SetMach(Vt/Atmosphere->GetSoundSpeed());
+
+  double qbar = 0.5*Vt*Vt*Atmosphere->GetDensity();
+  Auxiliary->Setqbar(qbar);
+}
+
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 //
 // A private, internal function call for Tie-ing to a property, so it needs an
@@ -388,20 +420,6 @@ void FGFDMExec::SetGroundCallback(FGGroundCallback* p)
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-double FGFDMExec::GetSimTime(void)
-{
-  return (State->Getsim_time());
-}
-
-//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-
-double FGFDMExec::GetDeltaT(void)
-{
-  return (State->Getdt());
-}
-
-//%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-
 vector <string> FGFDMExec::EnumerateFDMs(void)
 {
   vector <string> FDMList;
@@ -417,35 +435,34 @@ vector <string> FGFDMExec::EnumerateFDMs(void)
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-bool FGFDMExec::LoadScript(string script)
+bool FGFDMExec::LoadScript(const string& script, double deltaT)
 {
   bool result;
 
   Script = new FGScript(this);
-  result = Script->LoadScript(script);
+  result = Script->LoadScript(RootDir + script, deltaT);
 
   return result;
 }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-bool FGFDMExec::LoadModel(string AircraftPath, string EnginePath, string SystemsPath,
-                string model, bool addModelToPath)
+bool FGFDMExec::LoadModel(const string& AircraftPath, const string& EnginePath, const string& SystemsPath,
+                const string& model, bool addModelToPath)
 {
-  FGFDMExec::AircraftPath = AircraftPath;
-  FGFDMExec::EnginePath = EnginePath;
-  FGFDMExec::SystemsPath = SystemsPath;
+  FGFDMExec::AircraftPath = RootDir + AircraftPath;
+  FGFDMExec::EnginePath = RootDir + EnginePath;
+  FGFDMExec::SystemsPath = RootDir + SystemsPath;
 
   return LoadModel(model, addModelToPath);
 }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-bool FGFDMExec::LoadModel(string model, bool addModelToPath)
+bool FGFDMExec::LoadModel(const string& model, bool addModelToPath)
 {
   string token;
   string aircraftCfgFileName;
-  string separator = "/";
   Element* element = 0L;
   bool result = false; // initialize result to false, indicating input file not yet read
 
@@ -458,8 +475,8 @@ bool FGFDMExec::LoadModel(string model, bool addModelToPath)
   }
 
   FullAircraftPath = AircraftPath;
-  if (addModelToPath) FullAircraftPath += separator + model;
-  aircraftCfgFileName = FullAircraftPath + separator + model + ".xml";
+  if (addModelToPath) FullAircraftPath += "/" + model;
+  aircraftCfgFileName = FullAircraftPath + "/" + model + ".xml";
 
   if (modelLoaded) {
     DeAllocate();
@@ -645,6 +662,9 @@ bool FGFDMExec::LoadModel(string model, bool addModelToPath)
     modelLoaded = true;
 
     if (debug_lvl > 0) {
+      MassBalance->Run(); // Update all mass properties for the report.
+      MassBalance->GetMassPropertiesReport();
+
       cout << endl << fgblue << highint
            << "End of vehicle configuration loading." << endl
            << "-------------------------------------------------------------------------------"
@@ -659,11 +679,21 @@ bool FGFDMExec::LoadModel(string model, bool addModelToPath)
          << fgdef << endl;
   }
 
-  struct PropertyCatalogStructure masterPCS;
-  masterPCS.base_string = "";
-  masterPCS.node = (FGPropertyManager*)Root;
+  // Late bind previously undefined FCS inputs.
+  try {
+    FCS->LateBind();
+  } catch (string prop) {
+    cerr << endl << fgred << "  Could not late bind property " << prop 
+         << ". Aborting." << reset << endl;
+    result = false;
+  }
 
-  BuildPropertyCatalog(&masterPCS);
+  if (result) {
+    struct PropertyCatalogStructure masterPCS;
+    masterPCS.base_string = "";
+    masterPCS.node = (FGPropertyManager*)Root;
+    BuildPropertyCatalog(&masterPCS);
+  }
 
   return result;
 }
@@ -696,7 +726,7 @@ void FGFDMExec::BuildPropertyCatalog(struct PropertyCatalogStructure* pcs)
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-string FGFDMExec::QueryPropertyCatalog(string in)
+string FGFDMExec::QueryPropertyCatalog(const string& in)
 {
   string results="";
   for (unsigned i=0; i<PropertyCatalog.size(); i++) {
@@ -818,7 +848,7 @@ bool FGFDMExec::ReadChild(Element* el)
 
   struct childData* child = new childData;
 
-  child->exec = new FGFDMExec();
+  child->exec = new FGFDMExec(Root, FDMctr);
   child->exec->SetChild(true);
 
   string childAircraft = el->GetAttributeValue("name");
@@ -888,20 +918,22 @@ void FGFDMExec::EnableOutput(void)
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 
-bool FGFDMExec::SetOutputDirectives(string fname)
+bool FGFDMExec::SetOutputDirectives(const string& fname)
 {
   bool result;
 
   FGOutput* Output = new FGOutput(this);
-  Output->SetDirectivesFile(fname);
+  Output->SetDirectivesFile(RootDir + fname);
   Output->InitModel();
-  Schedule(Output,       1);
+  Schedule(Output, 1);
   result = Output->Load(0);
-  Outputs.push_back(Output);
 
-  typedef int (FGOutput::*iOPMF)(void) const;
-  string outputProp = CreateIndexedPropertyName("simulation/output",Outputs.size()-1);
-  instance->Tie(outputProp+"/log_rate_hz", Output, (iOPMF)0, &FGOutput::SetRate);
+  if (result) {
+    Outputs.push_back(Output);
+    typedef int (FGOutput::*iOPMF)(void) const;
+    string outputProp = CreateIndexedPropertyName("simulation/output",Outputs.size()-1);
+    instance->Tie(outputProp+"/log_rate_hz", Output, (iOPMF)0, &FGOutput::SetRate);
+  }
 
   return result;
 }
@@ -918,11 +950,11 @@ void FGFDMExec::DoTrim(int mode)
     cerr << endl << "Illegal trimming mode!" << endl << endl;
     return;
   }
-  saved_time = State->Getsim_time();
+  saved_time = sim_time;
   FGTrim trim(this, (JSBSim::TrimMode)mode);
   if ( !trim.DoTrim() ) cerr << endl << "Trim Failed" << endl << endl;
   trim.Report();
-  State->Setsim_time(saved_time);
+  sim_time = saved_time;
 }
 
 //%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
@@ -936,7 +968,7 @@ void FGFDMExec::DoTrimAnalysis(int mode)
     cerr << endl << "Illegal trimming mode!" << endl << endl;
     return;
   }
-  saved_time = State->Getsim_time();
+  saved_time = sim_time;
 
   FGTrimAnalysis trimAnalysis(this, (JSBSim::TrimAnalysisMode)mode);
 
@@ -950,7 +982,7 @@ void FGFDMExec::DoTrimAnalysis(int mode)
   if ( !result ) cerr << endl << "Trim Failed" << endl << endl;
 
   trimAnalysis.Report();
-  State->Setsim_time(saved_time);
+  Setsim_time(saved_time);
 
   EnableOutput();
   cout << "\nOutput: " << GetOutputFileName() << endl;
@@ -1025,7 +1057,7 @@ void FGFDMExec::Debug(int from)
   if (debug_lvl & 4 ) { // Run() method entry print for FGModel-derived objects
     if (from == 2) {
       cout << "================== Frame: " << Frame << "  Time: "
-           << State->Getsim_time() << " dt: " << State->Getdt() << endl;
+           << sim_time << " dt: " << dT << endl;
     }
   }
   if (debug_lvl & 8 ) { // Runtime state variables