2.2.2 旋转运动分析
1）滚转运动。
滚转运动是指飞行器绕x 轴转动，使飞行器在y轴方向产生角度变化。如图2.3所示，当同时等量增加y轴负方向的二号、三号两电机转速，等量减小y轴正方向一号、四号两电机转速，即可实现四个电机升力对y轴方向力矩大小的改变。由于x 轴正方向力矩增大，飞行器将会绕x 轴正方向转动，进而实现滚转运动。若要实现沿x 轴负方向转动，只需等量增加一号、四号电机转速，等量减小二号、三号电机转速即可。由于增大的升力与减小的升力相同，因此升力的合力在z 轴方向的大小不会改变，即滚转运动不会影响升降运动。但由于滚转运动使姿态角发生改变，升力的合力会在y轴方向上产生分力，进而发生沿y轴的水平运动，所以滚转运动与沿y 轴的运动是耦合的。滚转运动必然伴随沿y 轴的水平运动。
图2.3 滚转运动
2）俯仰运动。
同理，俯仰运动是指飞行器绕y轴转动，使飞行器在x 轴方向产生角度变化。如图2.4所示，当同时等量增加x 轴正方向一号、二号两电机转速，等量减小x 轴负方向三号、四号两电机转速，即可实现四个电机升力对y轴力矩大小的改变。由于y轴正方向力矩增大，飞行器将会绕y轴正方向转动，进而实现俯仰运动。若要实现沿y轴负方向转动，只需等量增加三号、四号电机转速，等量减小一号、二号电机转速即可。
与滚转运动情况相似，升力的合力在z 轴方向的大小不会改变，俯仰运动不会影响升降运动。俯仰运动使姿态角发生改变，升力的合力会在x 轴方向上产生分力，进而发生沿x 轴的水平运动，所以俯仰运动与沿x 轴的运动是耦合的。俯仰运动必然伴随沿x轴的水平运动。
2.4 俯仰运动
3）偏航运动。
偏航运动是指飞行器绕z 轴方向转动，偏航运动可以改变飞行器机头方向。如图2.5所示，当等量增大对角一号、三号电机转速，等量减小对角二号、四号电机转速，即可实现飞行器在z轴正方向上角动量的不平衡，进而使飞行器发生绕z轴正方向的转动。同理，若要实现飞行器绕z 轴负方向的转动只需等量增大二号、四号电机转速，等量减小一号、三号电机的转速即可。
图2.5 偏航运动
在偏航运动中，由于4个升力的大小是等量增减的，故不会对z 轴方向上升力的合力产生影响，即偏航运动与升降运动是独立的。偏航运动时倾斜姿态角未发生变化，不会在x 轴及y 轴上产生力矩，同样也不会在水平面产生分力，所以偏航运动与水平运动、滚转运动、俯仰运动都是相互独立的。