1.结构形式
旋翼对称分（fèn）布在机体的前后、左右（yòu）四个（gè）方向，四个（gè）旋翼处（chù）于同一高（gāo）度（dù）平面，且四个旋翼的结构和半（bàn）径（jìng）都相同，四个电机（jī）对称的（de）安装在飞行器的支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外（wài）部（bù）设备。结（jié）构（gòu）形式如图 1.1所示。
2.工作原理
四旋翼飞行器通过调（diào）节四个电机（jī）转（zhuǎn）速来改变旋翼转速，实现升力的变（biàn）化（huà），从而（ér）控制飞行（háng）器（qì）的（de）姿态和位（wèi）置（zhì）。四旋（xuán）翼（yì）飞行器是（shì）一种六自（zì）由度的垂直升降机，但只有四（sì）个输（shū）入（rù）力（lì），同时却（què）有六个状态输（shū）出，所以它又是一（yī）种欠（qiàn）驱动（dòng）系（xì）统（tǒng）。
四旋翼飞（fēi）行器的电机 1和电机 3逆时（shí）针旋（xuán）转（zhuǎn）的同时（shí），电机 2和电机（jī） 4顺时针旋转，因此当飞（fēi）行（háng）器平衡飞行时，陀（tuó）螺效（xiào）应和空气动力扭（niǔ）矩效（xiào）应均被抵消。
在上图中，电机 1和电机 3作逆（nì）时针旋转，电（diàn）机（jī） 2和电（diàn）机 4作顺时针（zhēn）旋转，规定沿 x轴正方向运（yùn）动称为（wéi）向（xiàng）前（qián）运动，箭头在旋翼的运动平面上方表（biǎo）示（shì）此电（diàn）机（jī）转（zhuǎn）速提（tí）高，在下方表示此电机转速下降。
（1）垂直运动：同时增加四个电机的输出功率（lǜ），旋翼转速（sù）增加使得总的（de）拉力增大，当总拉力足以克服整机的重量时，四旋翼飞行器便离地垂（chuí）直上升；反之，同时减小四个电机的输出（chū）功率，四旋翼飞行器则垂直（zhí）下降，直至平衡落地，实现了沿 z轴的垂直（zhí）运动（dòng）。当外（wài）界扰动量为零时（shí），在旋翼产生的升力等于飞（fēi）行器的自重时，飞行器便保持悬停状态。
（2）俯仰运动（dòng）：在图（b）中，电机 1的转速上升，电（diàn）机 3 的转速（sù）下降（改变量大小应相等），电机（jī） 2、电机 4 的转速保持不变。由（yóu）于旋翼1 的升力上升，旋翼 3 的升力下降（jiàng），产（chǎn）生的（de）不平衡力矩使机（jī）身绕 y 轴旋转，同理，当（dāng）电机 1 的转速（sù）下降，电（diàn）机 3的转速上升，机身便绕（rào）y轴（zhóu）向另一（yī）个方向旋（xuán）转，实现飞行器的俯仰运动。
（3）滚转运动：与（yǔ）图 b 的原理相同，在图 c 中，改变电机 2和电机 4的（de）转速，保（bǎo）持电机1和电机 3的转速（sù）不（bú）变，则可使机身绕 x 轴旋转（zhuǎn）（正向和反向），实（shí）现飞行器（qì）的滚转运动。
（4）偏航运动：旋翼转动（dòng）过程中由（yóu）于空气阻力作用会形成（chéng）与转动方向（xiàng）相反的反（fǎn）扭矩，为（wéi）了克服（fú）反扭矩影响，可使四（sì）个旋翼中的两个正转（zhuǎn），两（liǎng）个反转，且对角线上的各个旋翼转动方（fāng）向相同。反扭矩（jǔ）的（de）大小与旋翼（yì）转速有关，当四个电机转速相同时，四个旋翼产生的反扭矩相（xiàng）互平衡，四旋翼飞行器不发（fā）生转动；当四个电机转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼（yì）飞行器转动。在图 d中，当（dāng）电机 1和电（diàn）机 3 的转速上升，电机 2 和电机（jī） 4 的转速下降时，旋（xuán）翼 1和旋翼3对机身（shēn）的反扭矩大（dà）于旋翼2和旋（xuán）翼4对机身的反扭矩，机身（shēn）便在富余反扭（niǔ）矩（jǔ）的（de）作用（yòng）下绕 z轴（zhóu）转动，实现飞行器的（de）偏航运动，转向与电机（jī） 1、电机3的转向相反（fǎn）。
（5）前后运（yùn）动：要想实现飞行器在（zài）水平面内前后、左右的运动，必（bì）须在（zài）水平面内对（duì）飞行器（qì）施加一定的力。在（zài）图 e中，增加电机（jī） 3转速，使拉力（lì）增大，相（xiàng）应（yīng）减小电（diàn）机 1转速（sù），使拉力（lì）减小，同时保持其（qí）它两个电机转速不变，反扭矩仍然要保持（chí）平（píng）衡。按图 b的理论，飞行器首（shǒu）先（xiān）发生一定（dìng）程度的倾斜，从而使旋翼拉（lā）力产生（shēng）水平分量（liàng），因此可以实现飞行器的（de）前飞运动。向后飞（fēi）行与（yǔ）向（xiàng）前飞行正好相反（fǎn）。（在图（tú） b 图 c中（zhōng），飞行器在产生俯仰、翻滚运动的同（tóng）时也（yě）会产生沿 x、y轴的（de）水平运动。）
（6）倾向（xiàng）运动：在图 f 中，由于结构对称，所以倾向飞行的（de）工作原理与前后运动完全一样。
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