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设备与工具根据四旋翼的运动调节方式将四旋翼无人机划分为四种基本的飞行控制方式。
（1）垂直飞行控制；
（2）横滚控制；
（3）俯仰控制；
（4）偏航控制。
| 垂直飞行控制 | 垂直飞行控制主要是控制飞机的爬升、下降和悬停（上图）。四旋翼处于水平位置，在垂直方向惯性坐标系同机体坐标系重合。同时增加或减小四个旋翼的转速，旋翼产生升力使得四旋翼上升某一飞行高度。悬停时，保持四个旋翼的转速相等，产生的合推力与重力相平衡，从而四旋翼在某一高度处于相对静止状态，姿态角为零。垂直飞行控制的关键是要稳定四个旋翼的转速，保持一致的变化量。 |
| 横滚控制 | 横滚控制通过增加左边旋翼转速，使拉力增大，相应减小右边旋翼转速，使拉力减小，同时保持其它两个旋翼转速不变。这样由于存在拉力差，机身会俯仰倾斜，从而使旋翼拉力产生水平分量，向右运动。∆2=∆4时可控制四旋翼作侧向平飞运动。 |
| 俯仰控制 | 俯仰控制在保持左右两个旋翼速度不变的情况下，增加上面旋翼的转速，并相应减小下面旋翼的转速，使得上下两面存在着拉力差，从而引起机身的倾斜，产生侧向的旋翼拉力，因此四旋翼做侧向飞行。 |
| 偏航控制 | 偏航控制四旋翼为了克服反扭矩影响，四个旋翼中的两个顺时针转，两个逆时针转，且对角线上的两个旋翼转动方向相同。反扭矩的大小与旋翼转速有关，当四个旋翼转速不完全相同时，不平衡的反扭矩会引起四旋翼转动。同时增加一对同方向旋转的旋翼转速并减小另一对按相反方向旋转的电机转速，且转速增加的旋翼转动方向与四旋翼机身转动方向相反。中心控制模块即飞行控制系统的核心处理器，作为整个系统的核心控制部分，主要负责采集传感器检测的姿态角速率（俯仰角速率、横滚角速率和偏航角速率）、三轴的线加速度和航向信息并实时计算；根据检测的飞行信息，结合既定的控制命令改变飞行状态和下传飞行状态数据。 |
以四轴，X形状为例。为方便说明，把电机进行编号， 右下为9号，右上为10号，左下为11，左上为3号电机。
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，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。
8、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
一切对称、不对称的多旋翼布局都基于此理论，可以参考上述说明推导出来。
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