Kontrol pesawat ruang angkasa modular

Saya mengembangkan game berbasis fisika dengan pesawat ruang angkasa.

Pesawat ruang angkasa dibangun dari lingkaran yang dihubungkan oleh sambungan. Beberapa lingkaran memiliki mesin terpasang.

Mesin dapat berputar di sekitar pusat lingkaran dan menciptakan daya dorong. Saya ingin dapat menggerakkan kapal ke arah atau memutar titik dengan mengatur rotasi dan dorong untuk masing-masing mesin kapal.

Bagaimana saya dapat menemukan rotasi dan dorongan yang dibutuhkan untuk setiap mesin untuk mencapai ini?

Mari kita bayangkan situasi sederhana sebuah kapal hanya dengan satu mesin. Untuk memindahkan kapal, kita cukup mengarahkan pendorong menjauh dari arah yang ingin kita tuju, dan mendorong keluar. Itu mendorong kita ke arah yang ingin kita tuju. Tidak mungkin memutar kapal yang hanya terdiri dari satu pendorong.

Mari skala kapal kami ke tiga mesin untuk membuatnya lebih menarik:

Jika kami ingin memindahkan kapal ini ke atas dan ke kiri, kami hanya mengarahkan semua pendorong kami ke arah yang berlawanan dan menembak:

Solusi yang sama dengan single thruster yang menangani pergerakan linear.

Tapi bagaimana kalau kita kehilangan pendorong? Kami memiliki muatan yang tidak sama?

Mengikuti strategi yang sama akan menyebabkan kapal berputar. Dalam banyak situasi, ini sebagian besar tidak dapat dihindari, dan dalam beberapa kasus lebih disukai karena akan mengorientasikan kapal untuk penggunaan yang lebih baik dari pendorong yang tersedia.

Salah satu strategi untuk mengurangi ini adalah pemerataan. Bagi kapal ke sumbu gerakan yang diinginkan:

Kemudian pastikan sisi kanan dan kiri sama rata. Jika mereka tidak skala output pendorong sampai mereka melakukannya. Ini dengan mudah dapat mengakibatkan tidak ada dorongan yang diterapkan. Terserah Anda untuk memutuskan apakah Anda ingin mendorong keluar menyebabkan rotasi atau memaksa pemain untuk mendesain ulang kapal mereka dengan mengatur ulang pendorong mereka.

Bagaimana dengan rotasi?

Pertanyaan ini menggambarkan gagasan itu dengan sangat baik.

Anda harus menghitung pusat massa . Kemudian hitung torsi yang disediakan oleh masing-masing pendorong. Beruntung bagi Anda, pendorong Anda berputar, sehingga Anda dapat memutarnya untuk memberikan torsi maksimum. Torsi maksimum akan datang dari sudut kanan ke lengan momen. Menerapkan jumlah torsi akan memutar tubuh di sekitar pusat massa. Anda juga dapat memilih beberapa titik rotasi sewenang-wenang lainnya seperti jembatan kapal.

Jika Anda ingin memastikan bahwa Anda berputar di tempat, Anda dapat mengurangi dorongan pendorong yang akan menyebabkan kapal Anda bergerak secara linear. Anda dapat melakukannya dengan menjumlahkan semua pendorong yang memiliki torsi positif dan semua yang memiliki torsi negatif, lalu bandingkan nilai absolutnya. Grup dengan nilai absolut yang lebih besar harus ditingkatkan untuk mencocokkan dengan nilai absolut dari kelompok lain.

Anda juga dapat menemukan sumber yang sangat membantu di Amit Patel .

Dia telah melakukan 4 bagian seri pada kapal ruang yang dapat dikonfigurasi di sini: bagian 1 , bagian 2 , bagian 3 , bagian 4

Saya menyelesaikannya dengan pencarian lokal. Ini bekerja, tetapi kinerjanya hampir buruk. Mungkin lebih baik menggunakan mekanika teoretis tetapi saya tidak mengetahuinya.