四轴飞行器的运动原理

四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。
以四轴，X 形状为例：
这里写图片描述
1.飞行器保持悬停， 4个电机的转速保持一致，来使飞行器保持水平。
四个电机的转速=悬停油门。
2.当我们希望飞行器向右飞的时候，我们设定在第一种情况的基础上，增加左边两个电机（3,11）的转速，减小右边两个电机（9,10）的转速。
9号电机=悬停油门 - 右倾的量
10号电机= 悬停油门 - 右倾的量
11号电机 = 悬停油门 + 右倾的量
3号电机= 悬停油门 + 右倾的量

3.当我们希望飞行器向左飞的时候，上面的公式依然成立，只不过右倾的量是负数了。

4.当我们希望飞行器向前飞的时候，那么我们要增加后面一组电机（11,9）的转速，减小前面一组电机（3,10）的转速

9号电机=悬停油门 + 前飞的量
10号电机= 悬停油门 - 前飞的量
11号电机 = 悬停油门 + 前飞的量
3号电机= 悬停油门 - 前飞的量

5.飞行器向后飞的情况，上面公式依然成立，前飞的量为负数。

6.当我们希望飞行器顺时针旋转，我们增加10号，11号对角线两个电机的转速，减小3号，9号这条对角线电机的转速。

9号电机=悬停油门 - 旋转的量
10号电机= 悬停油门 + 旋转的量
11号电机 = 悬停油门 + 旋转的量
3号电机= 悬停油门 - 旋转的量

7.当我们希望飞行器逆时针旋转，我们减小10号，11号对角线两个电机的转速，增加3号，9号这条对角线电机的转速。继续使用上面的公式。

最后，针对一个电机，它同时要负责前后左右和旋转的情况，那它就叠加了4种情况下的值：
9号电机 = 悬停油门 - 右倾的量 + 前飞的量 - 旋转的量
10号电机 = 悬停油门 - 右倾的量 - 前飞的量 + 旋转的量
11号电机 = 悬停油门 + 右倾的量 + 前飞的量 + 旋转的量
3号电机 = 悬停油门 + 右倾的量 - 前飞的量 - 旋转的量

所以实现代码如下：

#define PIDMIX(X,Y,Z) rcCommand[THROTTLE] + axisPID[ROLL]*X + axisPID[PITCH]*Y + YAW_DIRECTION * axisPID[YAW]*Z

#ifdef QUADX
motor[0] = PIDMIX(-1,+1,-1); //REAR_R
motor[1] = PIDMIX(-1,-1,+1); //FRONT_R
motor[2] = PIDMIX(+1,+1,+1); //REAR_L
motor[3] = PIDMIX(+1,-1,-1); //FRONT_L
#endif
1
2
3
4
5
6
7
8
一切对称，不对称的多旋翼布局都基于此理论，如果有爱的童鞋，可以补充解释 Y3,Y6 ，V尾的公式。甚至可以创造自己发明的布局，有创意的话就晒出来吧。
四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统。
以四轴，X 形状为例：
这里写图片描述
1.飞行器保持悬停， 4个电机的转速保持一致，来使飞行器保持水平。
四个电机的转速=悬停油门。
2.当我们希望飞行器向右飞的时候，我们设定在第一种情况的基础上，增加左边两个电机（3,11）的转速，减小右边两个电机（9,10）的转速。
9号电机=悬停油门 - 右倾的量
10号电机= 悬停油门 - 右倾的量
11号电机 = 悬停油门 + 右倾的量
3号电机= 悬停油门 + 右倾的量