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UFO FDM patches from Jonathan Polley:
authordavid <david>
Thu, 25 Apr 2002 16:23:16 +0000 (16:23 +0000)
committerdavid <david>
Thu, 25 Apr 2002 16:23:16 +0000 (16:23 +0000)
I have finished working the bugs out of my "Enhanced" version of the Magic
Carpet FDM.  The UFO FDM works the same as the Magic Carpet with the
following exceptions:

The aircraft's pitch is determined by the Elevator setting (with a pitch
rate of 45 degrees per second).
Climb is forward velocity * sin(pitch)
Speed is forward velocity * soc(pitch)

Roll is tied to the aileron (again, with a roll rate of 45 degrees per
second)
Turn rate is sin(roll) * 45 degrees.

Yes, this does mean that turning is quite a bit more sluggish than
climbing.

If you are wondering why a UFO FDM, it is because it's best that I not
replace the existing magic carpet and this FDM does behave like a UFO (it
hovers, can spin and pitch while hovering, and does not obey the laws of
physics ;)

src/FDM/Makefile.am
src/FDM/UFO.cxx [new file with mode: 0644]
src/FDM/UFO.hxx [new file with mode: 0644]
src/Main/fg_init.cxx

index 169e256ce11fce558dbb46228fc53589fb7631eb..53b862ad71dd48d148b0eb3d3fdf7c9a743e85e1 100644 (file)
@@ -12,6 +12,7 @@ libFlight_a_SOURCES = \
        LaRCsim.cxx LaRCsim.hxx \
        LaRCsimIC.cxx LaRCsimIC.hxx \
        MagicCarpet.cxx MagicCarpet.hxx \
+       UFO.cxx UFO.hxx \
        NullFDM.cxx NullFDM.hxx
 
 if OLD_AUTOMAKE
diff --git a/src/FDM/UFO.cxx b/src/FDM/UFO.cxx
new file mode 100644 (file)
index 0000000..782f699
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,173 @@
+// UFO.cxx -- interface to the "UFO" flight model
+//
+// Written by Curtis Olson, started October 1999.
+// Slightly modified from MagicCarpet.cxx by Jonathan Polley, April 2002
+//
+// Copyright (C) 1999-2002  Curtis L. Olson  - curt@flightgear.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., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+//
+
+
+#include <simgear/math/sg_geodesy.hxx>
+#include <simgear/math/point3d.hxx>
+#include <simgear/math/polar3d.hxx>
+
+#include <Controls/controls.hxx>
+#include <Main/globals.hxx>
+#include <Main/fg_props.hxx>
+
+#include "UFO.hxx"
+
+
+FGUFO::FGUFO( double dt ) {
+    set_delta_t( dt );
+}
+
+
+FGUFO::~FGUFO() {
+}
+
+
+// Initialize the UFO flight model, dt is the time increment
+// for each subsequent iteration through the EOM
+void FGUFO::init() {
+    common_init();
+}
+
+
+// Run an iteration of the EOM (equations of motion)
+void FGUFO::update( int multiloop ) {
+    // cout << "FGLaRCsim::update()" << endl;
+
+    double time_step = get_delta_t() * multiloop;
+
+    // read the throttle
+    double Throttle = globals->get_controls()->get_throttle( 0 );
+
+    // read the state of the control surfaces
+    double Aileron  = globals->get_controls()->get_aileron();
+    double Elevator = globals->get_controls()->get_elevator();
+
+    // the velocity of the aircraft
+    double velocity = Throttle * 2000; // meters/sec
+
+    double old_pitch = get_Theta();
+    double pitch_rate = SGD_PI_4; // assume I will be pitching up
+    double target_pitch = -Elevator * SGD_PI_2;
+
+    // if I am pitching down
+    if (old_pitch > target_pitch)
+        // set the pitch rate to negative (down)
+        pitch_rate *= -1;
+
+    double pitch = old_pitch + (pitch_rate * time_step);
+
+    // if I am pitching up
+    if (pitch_rate > 0.0)
+    {
+        // clip the pitch at the limit
+        if ( pitch > target_pitch)
+        {
+            pitch = target_pitch;
+        }
+    }
+    // if I am pitching down
+    else if (pitch_rate < 0.0)
+    {
+        // clip the pitch at the limit
+        if ( pitch < target_pitch)
+        {
+            pitch = target_pitch;
+        }
+    }
+
+    double old_roll     = get_Phi();
+    double roll_rate    = SGD_PI_4;
+    double target_roll  = Aileron * SGD_PI_2;
+
+    if (old_roll > target_roll)
+        roll_rate *= -1;
+    
+    double roll = old_roll + (roll_rate * time_step);
+
+    // if I am rolling CW
+    if (roll_rate > 0.0)
+    {
+        // clip the roll at the limit
+        if ( roll > target_roll)
+        {
+            roll = target_roll;
+        }
+    }
+    // if I am rolling CCW
+    else if (roll_rate < 0.0)
+    {
+        // clip the roll at the limit
+        if ( roll < target_roll)
+        {
+            roll = target_roll;
+        }
+    }
+
+    // the vertical speed of the aircraft
+    double real_climb_rate = sin (pitch) * SG_METER_TO_FEET * velocity; // feet/sec
+    _set_Climb_Rate( -Elevator * 10.0 );
+    double climb = real_climb_rate * time_step;
+
+    // the lateral speed of the aircraft
+    double speed = cos (pitch) * velocity; // meters/sec
+    double dist = speed * time_step;
+    double kts = velocity * SG_METER_TO_NM * 3600.0;
+    _set_V_equiv_kts( kts );
+    _set_V_calibrated_kts( kts );
+    _set_V_ground_speed( kts );
+
+    // angle of turn
+    double turn_rate = sin(roll) * SGD_PI_4; // radians/sec
+    double turn = turn_rate * time_step;
+
+    // update (lon/lat) position
+    double lat2, lon2, az2;
+    if ( speed > SG_EPSILON ) {
+       geo_direct_wgs_84 ( get_Altitude(),
+                           get_Latitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
+                           get_Longitude() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
+                           get_Psi() * SGD_RADIANS_TO_DEGREES,
+                           dist, &lat2, &lon2, &az2 );
+
+       _set_Longitude( lon2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
+       _set_Latitude( lat2 * SGD_DEGREES_TO_RADIANS );
+    }
+
+    // cout << "lon error = " << fabs(end.x()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lon2)
+    //      << "  lat error = " << fabs(end.y()*SGD_RADIANS_TO_DEGREES - lat2)
+    //      << endl;
+
+    double sl_radius, lat_geoc;
+    sgGeodToGeoc( get_Latitude(), get_Altitude(), &sl_radius, &lat_geoc );
+
+    // update euler angles
+    _set_Euler_Angles( roll, pitch,
+                       fmod(get_Psi() + turn, SGD_2PI) );
+    _set_Euler_Rates(0,0,0);
+
+    _set_Geocentric_Position( lat_geoc, get_Longitude(), 
+                            sl_radius + get_Altitude() + climb );
+    // cout << "sea level radius (ft) = " << sl_radius << endl;
+    // cout << "(setto) sea level radius (ft) = " << get_Sea_level_radius() << endl;
+    _set_Sea_level_radius( sl_radius * SG_METER_TO_FEET);
+    _set_Altitude( get_Altitude() + climb );
+}
diff --git a/src/FDM/UFO.hxx b/src/FDM/UFO.hxx
new file mode 100644 (file)
index 0000000..aed107e
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,46 @@
+// UFO.hxx -- interface to the "UFO" flight model
+//
+// Written by Curtis Olson, started October 1999.
+// Slightly modified from MagicCarpet.hxx by Jonathan Polley, April 2002
+//
+// Copyright (C) 1999-2002  Curtis L. Olson  - curt@flightgear.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., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
+//
+
+
+#ifndef _UFO_HXX
+#define _UFO_HXX
+
+
+#include "flight.hxx"
+
+
+class FGUFO: public FGInterface {
+
+public:
+    FGUFO( double dt );
+    ~FGUFO();
+
+    // reset flight params to a specific position 
+    void init();
+
+    // update position based on inputs, positions, velocities, etc.
+    void update( int multiloop );
+
+};
+
+
+#endif // _UFO_HXX
index 9f8c6ebff778bf4fc2b9ee7aa4c2be061b1b6be6..4b9b479db321f9df9f95309a90a306dce428af20 100644 (file)
@@ -89,6 +89,7 @@
 #include <FDM/JSBSim/JSBSim.hxx>
 #include <FDM/LaRCsim.hxx>
 #include <FDM/MagicCarpet.hxx>
+#include <FDM/UFO.hxx>
 #include <FDM/NullFDM.hxx>
 #include <FDM/YASim/YASim.hxx>
 #include <Include/general.hxx>
@@ -586,6 +587,8 @@ void fgInitFDM() {
            cur_fdm_state = new FGBalloonSim( dt );
        } else if ( model == "magic" ) {
            cur_fdm_state = new FGMagicCarpet( dt );
+       } else if ( model == "ufo" ) {
+           cur_fdm_state = new FGUFO( dt );
        } else if ( model == "external" ) {
            cur_fdm_state = new FGExternal( dt );
        } else if ( model.find("network,") == 0 ) {