在悬停状态下,由于无人机的四个旋翼具有相同的转速,产生的上升合力正好与自身重力相等;并且因为旋翼转速大小相同、前后端和左右端转速方向相反,从而使得无人机总扭矩为零,得以静止在空中,实现悬停状态。
- 旋翼总升力=无人机重力,悬停
垂直运动
在保证四旋翼无人机每个旋翼转速大小相同、前后端和左右端转速方向相反的情况下,同时对每个旋翼增加/减小大小相同的转速,便可实现无人机的垂直运动。
- 旋翼总升力>无人机重力,垂直上升;
- 旋翼总升力<无人机重力,垂直下降。
翻滚运动
翻滚运动是在保持四旋翼无人机前后端旋翼转速不变的情况下,通过改变左右端的旋翼转速,使得左右旋翼之间形成一定的升力差,从而使得沿无人机机体左右对称轴上产生一定力矩,导致在方向上产生角加速度实现控制。
如图所示,增加旋翼1的转速,减小旋翼3的转速,则无人机倾斜于右侧飞行;反之,则向左倾斜。
俯仰运动
与翻滚运动相似,在保持四旋翼无人机左右端旋翼转速不变的情况下,通过改变前后端的旋翼转速,形成前后旋翼升力差,从而在机体前后对称轴上形成一定力矩,引起角方向上的角加速度实现控制。
如图所示,增加旋翼2的转速,减小旋翼4的转速,则无人机向前倾斜飞行;反之,则向后倾斜。
偏航运动