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UML1/superpooh.cpp
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UML1/superpooh.cpp
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@ -0,0 +1,276 @@
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#include <iostream>
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#include <cmath>
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#include <future>
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#include <thread>
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#include <chrono>
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using namespace std;
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class PIDImpl
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{
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public:
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// Kp - proportional gain
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// Ki - Integral gain
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// Kd - derivative gain
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// dt - loop interval time
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// max - maximum value of manipulated variable
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// min - minimum value of manipulated variable
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PIDImpl(double dt, double max, double min, double Kp, double Kd, double Ki);
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~PIDImpl();
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// Returns the manipulated variable given a setpoint and current process value
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double calculate(double setpoint, double pv);
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private:
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double _dt;
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double _max;
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double _min;
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double _Kp;
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double _Kd;
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double _Ki;
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double _pre_error;
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double _integral;
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};
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/**
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* Implementation
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*/
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PIDImpl::PIDImpl(double dt, double max, double min, double Kp, double Kd, double Ki) : _dt(dt),
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_max(max),
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_min(min),
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_Kp(Kp),
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_Kd(Kd),
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_Ki(Ki),
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_pre_error(0),
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_integral(0)
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{
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}
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double PIDImpl::calculate(double setpoint, double pv)
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{
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// Calculate error
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double error = setpoint - pv;
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// Proportional term
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double Pout = _Kp * error;
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// Integral term
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_integral += error * _dt;
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double Iout = _Ki * _integral;
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// Derivative term
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double derivative = (error - _pre_error) / _dt;
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double Dout = _Kd * derivative;
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// Calculate total output
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double output = Pout + Iout + Dout;
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//std::cout<<"out="<<output<< "Pout = "<< Pout <<" " <<Iout <<" "<< Dout <<std::endl;
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// Restrict to max/min
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if (output > _max)
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output = _max;
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else if (output < _min)
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output = _min;
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std::cout << "outB=" << output << std::endl;
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// Save error to previous error
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_pre_error = error;
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return output;
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}
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PIDImpl::~PIDImpl()
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{
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}
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enum ECmd
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{
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ENone,
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EExit
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};
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ECmd cmd = ENone;
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int counter = 0;
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float getHZadFromUser()
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{
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return 10.;
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}
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class Bear
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{
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float h;
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float m;
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float v;
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float a;
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public:
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Bear()
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{
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v = 0; // m/s
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a = 0; // m/s2
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m = 10; // kg
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h = 0; // Текущая высота
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}
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float getH()
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{
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return h;
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}
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float getV()
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{
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return v;
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|
}
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float getM()
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{
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return m;
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|
}
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float getA()
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{
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return a;
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}
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virtual void calc(float dt, float extrnForce)
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{
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float dh;
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v = v + a * dt;
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dh = v * dt;
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h = h + dh;
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a = (extrnForce - 9.8 * m) / m; // m * a = mg - F
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if (h < 0)
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{ // Stay on the ground
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h = 0.;
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v = 0.;
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|
a = 0.;
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}
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|
}
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void eat(float mass)
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{
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m = m + mass;
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|
}
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virtual void show()
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{
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std::cout << "h=" << h << std::endl;
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}
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};
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class Engine;
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class Engine
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{
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float enginePower = 0; // n 0..500 n
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float maxPower; // n
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public:
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Engine(float imaxPower)
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{
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enginePower = 0.;
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|
maxPower = imaxPower;
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}
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void setPower(float enginePowerPercent)
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{
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if (enginePowerPercent > 100.)
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enginePowerPercent = 100;
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|
if (enginePowerPercent < -100.)
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|
enginePowerPercent = -100;
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enginePower = enginePowerPercent * (maxPower / 100.);
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}
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float getForce()
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{
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return enginePower;
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}
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};
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class SmartFlyingBear : public Bear
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{
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PIDImpl *pid;
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Engine *pengine;
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float hZad;
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public:
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SmartFlyingBear(PIDImpl *ppid, Engine *ppengine)
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{
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pid = ppid;
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pengine = ppengine;
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hZad = 0;
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}
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void setHZad(float val)
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{
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hZad = val;
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}
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virtual void calc(float dt, float extrnForce)
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{
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float enginePowerPercent = 0;
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if (pid != nullptr)
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{
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enginePowerPercent = pid->calculate(hZad, getH());
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}
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if (pengine != nullptr)
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{
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pengine->setPower(enginePowerPercent);
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Bear::calc(dt, extrnForce + pengine->getForce());
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}
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}
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};
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int model()
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{
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//PIDImpl pid(0.1, 100, -100, 0.05, 0.001, 0.1);
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//Bear pooh;
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SmartFlyingBear superpooh(new PIDImpl(0.1, 100, -100, 0.15, 0.001, 0.01), new Engine(500.));
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float t = 0; // Время моделирования
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float dt = 0.1; // s
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float lastT = -5;
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float hZad = 0; // Измененение высоты за шаг моделирования
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while (cmd != EExit)
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{
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hZad = getHZadFromUser(); // Неблокирующая функция для получения высоты
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if (abs(superpooh.getH() - hZad) < 1 && abs(t - lastT) > 5) {
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superpooh.eat(0.1);
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lastT = t;
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}
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superpooh.setHZad(hZad);
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superpooh.show();
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superpooh.calc(dt, 0);
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t = t + dt;
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std::cout << "Weight = " << superpooh.getM() << std::endl;
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std::cout << "Velocity = " << superpooh.getV() << std::endl;
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||||||
|
std::cout << "Acceleration = " << superpooh.getA() << std::endl;
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||||||
|
std::cout << "===========" << std::endl;
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||||||
|
std::this_thread::sleep_for(std::chrono::milliseconds(50));
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}
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return 0;
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|
}
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int main() {
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std::thread th(model);
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|
char ch;
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||||||
|
while (cmd != EExit)
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||||||
|
{
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||||||
|
std::cout << "Enter command (q to exit)" << std::endl;
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||||||
|
std::cin >> ch;
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||||||
|
if (ch == 'q') {
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|
cmd = EExit;
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|
th.join();
|
||||||
|
}
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|
}
|
||||||
|
return 0;
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||||||
|
|
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|
}
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