]> git.mxchange.org Git - flightgear.git/blobdiff - src/FDM/JSBSim/FGState.h
Attached patches remove BORLANDC, and hence SG_MATH_EXCEPTION_CLASH and SG_INCOM
[flightgear.git] / src / FDM / JSBSim / FGState.h
index 49c6625a3e61bc5248533ecf52eb68a9be717237..d1ca3d74ff7a803faf7cbb24facb44cbe13212fa 100644 (file)
@@ -1,35 +1,35 @@
 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
+
  Header:       FGState.h
  Author:       Jon S. Berndt
  Date started: 11/17/98
+
  ------------- 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
+ the terms of the GNU Lesser 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
+ FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public License for more
  details.
- You should have received a copy of the GNU General Public License along with
+
+ You should have received a copy of the GNU Lesser 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
+
+ Further information about the GNU Lesser General Public License can also be found on
  the world wide web at http://www.gnu.org.
+
 FUNCTIONAL DESCRIPTION
 --------------------------------------------------------------------------------
+
 HISTORY
 --------------------------------------------------------------------------------
 11/17/98   JSB   Created
+
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 SENTRY
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
@@ -41,41 +41,22 @@ SENTRY
 INCLUDES
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
-#ifdef FGFS
-#  include <simgear/compiler.h>
-#  ifdef SG_HAVE_STD_INCLUDES
-#    include <fstream>
-#  else
-#    include <fstream.h>
-#  endif
-#else
-#  if defined(sgi) && !defined(__GNUC__)
-#    include <fstream.h>
-#  else
-#    include <fstream>
-#  endif
-#endif
-
+#include <fstream>
 #include <string>
 #include <map>
 #include "FGJSBBase.h"
-#include "FGInitialCondition.h"
-#include "FGMatrix33.h"
-#include "FGColumnVector3.h"
-#include "FGColumnVector4.h"
-
+#include <initialization/FGInitialCondition.h>
+#include <math/FGColumnVector3.h>
+#include <math/FGQuaternion.h>
 #include "FGFDMExec.h"
-#include "FGAtmosphere.h"
-#include "FGFCS.h"
-#include "FGTranslation.h"
-#include "FGRotation.h"
-#include "FGPosition.h"
-#include "FGAerodynamics.h"
-#include "FGOutput.h"
-#include "FGAircraft.h"
-#include "FGGroundReactions.h"
-#include "FGPropulsion.h"
-
+#include <models/FGAtmosphere.h>
+#include <models/FGFCS.h>
+#include <models/FGPropagate.h>
+#include <models/FGAuxiliary.h>
+#include <models/FGAerodynamics.h>
+#include <models/FGAircraft.h>
+#include <models/FGGroundReactions.h>
+#include <models/FGPropulsion.h>
 
 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 DEFINITIONS
@@ -89,21 +70,15 @@ FORWARD DECLARATIONS
 
 namespace JSBSim {
 
-/*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
-COMMENTS, REFERENCES, and NOTES [use "class documentation" below for API docs]
-%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
-
 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
 CLASS DOCUMENTATION
 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%*/
 
 /** Encapsulates the calculation of aircraft state.
+    <h3>Properties</h3>
+    @property sim-time-sec (read only) cumulative simulation in seconds.
     @author Jon S. Berndt
-    @version $Id$
-    @see <a href="http://cvs.sourceforge.net/cgi-bin/viewcvs.cgi/jsbsim/JSBSim/FGState.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/FGState.cpp?rev=HEAD&content-type=text/vnd.viewcvs-markup">
-         Source File </a>
+    @version $Revision$
 */
 
 /*%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
@@ -119,249 +94,68 @@ public:
   /// Destructor
   ~FGState();
 
- /** Initializes the simulation state based on the passed-in parameters.
-      @param U the body X-Axis velocity in fps.
-      @param V the body Y-Axis velocity in fps.
-      @param W the body Z-Axis velocity in fps.
-      @param lat latitude measured in radians from the equator, negative values are south.
-      @param lon longitude, measured in radians from the Greenwich meridian, negative values are west.
-      @param phi the roll angle in radians.
-      @param tht the pitch angle in radians.
-      @param psi the heading angle in radians measured clockwise from north.
-      @param h altitude in feet.
-      @param wnorth north velocity in feet per second
-      @param weast eastward velocity in feet per second
-      @param wdown downward velocity in feet per second
-      */
-  void Initialize(double U,
-                  double V,
-                  double W,
-                  double lat,
-                  double lon,
-                  double phi,
-                  double tht,
-                  double psi,
-                  double h,
-                  double wnorth,
-                  double weast,
-                  double wdown);
-
   /** Initializes the simulation state based on parameters from an Initial Conditions object.
       @param FGIC pointer to an initial conditions object.
-      @see FGInitialConditions.
-      */
+      @see FGInitialConditions.    */
   void Initialize(FGInitialCondition *FGIC);
 
-  /// returns the speed of sound in feet per second.
-  inline double Geta(void) { return a; }
-
-  /// Returns the simulation time in seconds.
+  /// Returns the cumulative simulation time in seconds.
   inline double Getsim_time(void) const { return sim_time; }
+
   /// Returns the simulation delta T.
-  inline double Getdt(void) { return dt; }
+  inline double Getdt(void) {return dt;}
 
   /// Suspends the simulation and sets the delta T to zero.
-  inline void Suspend(void) {saved_dt = dt; dt = 0.0;}
+  inline void SuspendIntegration(void) {saved_dt = dt; dt = 0.0;}
+
   /// Resumes the simulation by resetting delta T to the correct value.
-  inline void Resume(void)  {dt = saved_dt;}
+  inline void ResumeIntegration(void)  {dt = saved_dt;}
 
-  /** Sets the speed of sound.
-      @param speed the speed of sound in feet per second.
-      */
-  inline void Seta(double speed) { a = speed; }
+  /** Returns the simulation suspension state.
+      @return true if suspended, false if executing  */
+  bool IntegrationSuspended(void) {return dt == 0.0;}
 
   /** Sets the current sim time.
       @param cur_time the current time
-      @return the current time.
-      */
+      @return the current simulation time.      */
   inline double Setsim_time(double cur_time) {
     sim_time = cur_time;
     return sim_time;
   }
-  
+
   /** Sets the integration time step for the simulation executive.
-      @param delta_t the time step in seconds.
-      */
+      @param delta_t the time step in seconds.     */
   inline void  Setdt(double delta_t) { dt = delta_t; }
 
   /** Increments the simulation time.
-      @return the new simulation time.
-      */
+      @return the new simulation time.     */
   inline double IncrTime(void) {
     sim_time+=dt;
     return sim_time;
   }
 
-  /** Initializes the transformation matrices.
-      @param phi the roll angle in radians.
-      @param tht the pitch angle in radians.
-      @param psi the heading angle in radians
-      */
-  void InitMatrices(double phi, double tht, double psi);
-
-  /** Calculates the local-to-body and body-to-local conversion matrices.
-      */
-  void CalcMatrices(void);
-
-  /** Integrates the quaternion.
-      Given the supplied rotational rate vector and integration rate, the quaternion
-      is integrated. The quaternion is later used to update the transformation
-      matrices.
-      @param vPQR the body rotational rate column vector.
-      @param rate the integration rate in seconds.
-      */
-  void IntegrateQuat(FGColumnVector3 vPQR, int rate);
-  
-  // ======================================= General Purpose INTEGRATOR
-
-  enum iType {AB4, AB3, AB2, AM3, EULER, TRAPZ};
-  
-  /** Multi-method integrator.
-      @param type Type of intergation scheme to use. Can be one of:
-             <ul>
-             <li>AB4 - Adams-Bashforth, fourth order</li>
-             <li>AB3 - Adams-Bashforth, third order</li>
-             <li>AB2 - Adams-Bashforth, second order</li>
-             <li>AM3 - Adams Moulton, third order</li>
-             <li>EULER - Euler</li>
-             <li>TRAPZ - Trapezoidal</li>
-             </ul>
-      @param delta_t the integration time step in seconds
-      @param vTDeriv a reference to the current value of the time derivative of
-             the quantity being integrated (i.e. if vUVW is being integrated
-             vTDeriv is the current value of vUVWdot)
-      @param vLastArray an array of previously calculated and saved values of 
-             the quantity being integrated (i.e. if vUVW is being integrated
-             vLastArray[0] is the past value of vUVWdot, vLastArray[1] is the value of
-             vUVWdot prior to that, etc.)
-      @return the current, incremental value of the item integrated to add to the
-              previous value. */
-  
-  template <class T> T Integrate(iType type, double delta_t, T& vTDeriv, T *vLastArray)
-  {
-    T vResult;
-
-    switch (type) {
-    case AB4:
-      vResult = (delta_t/24.0)*(  55.0 * vTDeriv
-                                - 59.0 * vLastArray[0]
-                                + 37.0 * vLastArray[1]
-                                -  9.0 * vLastArray[2] );
-      vLastArray[2] = vLastArray[1];
-      vLastArray[1] = vLastArray[0];
-      vLastArray[0] = vTDeriv;
-      break;
-    case AB3:
-      vResult = (delta_t/12.0)*(  23.0 * vTDeriv
-                                - 16.0 * vLastArray[0]
-                                +  5.0 * vLastArray[1] );
-      vLastArray[1] = vLastArray[0];
-      vLastArray[0] = vTDeriv;
-      break;
-    case AB2:
-      vResult = (delta_t/2.0)*( 3.0 * vTDeriv - vLastArray[0] );
-      vLastArray[0] = vTDeriv;
-      break;
-    case AM3:
-      vResult = (delta_t/12.0)*(  5.0 * vTDeriv
-                                + 8.0 * vLastArray[0]
-                                - 1.0 * vLastArray[1] );
-      vLastArray[1] = vLastArray[0];
-      vLastArray[0] = vTDeriv;
-      break;
-    case EULER:
-      vResult = delta_t * vTDeriv;
-      break;
-    case TRAPZ:
-      vResult = (delta_t*0.5) * (vTDeriv + vLastArray[0]);
-      vLastArray[0] = vTDeriv;
-      break;
-    }
-
-    return vResult;
-  }
-
-  // =======================================
-
-  /** Calculates Euler angles from the local-to-body matrix.
-      @return a reference to the vEuler column vector.
-      */
-  FGColumnVector3& CalcEuler(void);
-
-  /** Calculates and returns the stability-to-body axis transformation matrix.
-      @return a reference to the stability-to-body transformation matrix.
-      */
-  FGMatrix33& GetTs2b(void);
-  
-  /** Calculates and returns the body-to-stability axis transformation matrix.
-      @return a reference to the stability-to-body transformation matrix.
-      */
-  FGMatrix33& GetTb2s(void);
-
-  /** Retrieves the local-to-body transformation matrix.
-      @return a reference to the local-to-body transformation matrix.
-      */
-  FGMatrix33& GetTl2b(void) { return mTl2b; }
-
-  /** Retrieves a specific local-to-body matrix element.
-      @param r matrix row index.
-      @param c matrix column index.
-      @return the matrix element described by the row and column supplied.
-      */
-  double GetTl2b(int r, int c) { return mTl2b(r,c);}
-
-  /** Retrieves the body-to-local transformation matrix.
-      @return a reference to the body-to-local matrix.
-      */
-  FGMatrix33& GetTb2l(void) { return mTb2l; }
-
-  /** Retrieves a specific body-to-local matrix element.
-      @param r matrix row index.
-      @param c matrix column index.
-      @return the matrix element described by the row and column supplied.
-      */
-  double GetTb2l(int i, int j) { return mTb2l(i,j);}
-  
-  /** Prints a summary of simulator state (speed, altitude, 
-      configuration, etc.)
-  */
-  void ReportState(void);
-  
-  void bind();
-  void unbind();
+  /** Prints a summary of simulator state (speed, altitude,
+      configuration, etc.)  */
+//  void ReportState(void);
 
 private:
-  double a;                          // speed of sound
   double sim_time, dt;
   double saved_dt;
 
   FGFDMExec* FDMExec;
-  FGMatrix33 mTb2l;
-  FGMatrix33 mTl2b;
-  FGMatrix33 mTs2b;
-  FGMatrix33 mTb2s;
-  FGColumnVector4 vQtrn;
-  FGColumnVector4 vQdot_prev[3];
-  FGColumnVector4 vQdot;
-  FGColumnVector3 vUVW;
-  FGColumnVector3 vLocalVelNED;
-  FGColumnVector3 vLocalEuler;
-  
-  FGColumnVector4 vTmp;
-  FGColumnVector3 vEuler;
 
   FGAircraft* Aircraft;
-  FGPosition* Position;
-  FGTranslation* Translation;
-  FGRotation* Rotation;
-  FGOutput* Output;
+  FGPropagate* Propagate;
   FGAtmosphere* Atmosphere;
   FGFCS* FCS;
   FGAerodynamics* Aerodynamics;
   FGGroundReactions* GroundReactions;
   FGPropulsion* Propulsion;
+  FGAuxiliary* Auxiliary;
   FGPropertyManager* PropertyManager;
 
+  void bind();
+
   void Debug(int from);
 };
 }