对四旋翼无人机飞行的认识（飞行控制原理）

四旋翼无人机的对称组成结构
所以有两种飞行姿态，一种是根据四旋翼十字对称的结构，将处于同一水平线的一对机架梁作为x轴，另一对梁作为y轴的“+”型飞行姿态；另一种是将相应两个梁的对称轴线作为x轴，另一条对称轴线作为y轴的“X”型飞行姿态。

1、硬件基本构成

：4个螺旋桨，4个电机，4个电调，1个信息接收器，1个飞控板，1个电池，1个稳压板，一个机架。

2、飞行控制原理

（1）、PID 控制
比例控制（P）：将控制器输入的误差按照一定比例放大。
积分控制(（I）:处于稳态的系统也会有一定的误差，为了消除稳态下的误差，将稳态下的误差在时间上积分，积分项随着时间的增大会趋于0，因此积分减少了比例控制带来的稳态误差。
微分控制（D）：根据输入误差信号的变化率（微分）预测误差变化的趋势，避开被控对象的滞后特性，实现超前控制。
参数调整：根据被控过程的特性不断调整PID控制器的比例系数、积分时间和微分时间的大小。

3、飞行运动原理

（1）“+”型结构
垂直运动：将M1、M2、M3、M4四个电机的转速同时增大或减小，如图(a)所示。
俯仰运动（前后运动）：保持M2、M4的转速不变！增加M3或减小M1的转速，四旋翼会产生向前上方的合力，使四旋翼向前飞行；增加M1或减小M3的转速，四旋翼后会产生向后上方的合力，使四旋翼向后飞行，如图(b)所示。
滚转运动（左右运动）：保持M1、M3的转速不变！增加M2或减小M4的转速，会产生右上方的合力，使四旋翼向右飞行；减小M2或者增加M4的转速，四旋翼会产生向左上方的合力，使四旋翼向左飞行，如图2-4©所示。
偏航运动（左右转向）：将M1、M3的转速增加或将M2、M4的转速减小，四旋翼会向右旋转，实现向右偏航。反之，将M1、M3的转速减小或将M2、M4的转速增加，四旋翼会向左旋转，实现向左偏航，如图2-4(d)所示。

（2）“X”型结构
垂直运动：将M1、M2、M3、M4四个电机的转速同时增大或减小，如图2-5(a)所示。
俯仰运动（前后运动）：将M1、M2的转速减小或将M3、M4增加，四旋翼会产生向前上方的力，使四旋翼向前飞行。反之，将M1、M2的转速增加或将M3、M4减小时，四旋翼会产生向后上方的力，使四旋翼向后飞行，如图2-5(b)所示。
滚转运动（左右运动）：将M2、M3的转速增加或将M1、M3的转速减小，四旋翼会产生向右上方的合力，使四旋翼向右飞行。反之，减小M2、M3的转速或者增加M1、M4的转速，四旋翼会产生向左上方的合力，使四旋翼向左飞行，如图2-5©所示。
偏航运动（左右转向）：将M1、M3的转速增加或将M2、M4的转速减小，四旋翼会向右旋转，实现向右偏航。反之，将M1、M3的转速减小或将M2、M4的转速增加，四旋翼会向左旋转，实现向左偏航，如图2-5(d)所示。


四旋翼“X”型结构飞行姿态在控制时，可以同时控制四个电机的转速来控制四旋翼的飞行姿态，相比“+”型飞行姿态来说控制要更复杂，但同时控制四个电机的方法控制飞行姿态的联动性更好。

旋翼无人机 pitch yaw roll值分析：

俯仰角（pitch）：正半轴位于坐标原点的水平面之上（抬头）时，俯仰角为正，反之为负。
滚转角（roll）: 机体向右滚为正，反之为负。
偏航角（yaw）：机头右偏航为正，反之为负。

刚加入实验室学习无人机不久，做这个总结是为了加强理解和记忆，希望大家多多评论给我更好改进的意见和建议，谢谢。