[size=+0]形式如圖所示，電機1和電機3逆時針旋轉的同時，電機2和電機4順時針旋轉，因此當飛行器平衡飛行時，陀螺效應和空氣動力扭矩效應均被抵消。

與傳統的直升機相比，四旋翼飛行器有下列優勢：各個旋翼對機身所施加的反扭矩與旋翼的旋轉方向相反，因此當電機1和電機3逆時針旋轉的同時，電機2和電機4順時針旋轉，可以平衡旋翼對機身的反扭矩。四旋翼飛行器在空間共有6個自由度（分別沿3個坐標軸作平移和旋轉動作），這6個自由度的控制都可以通過調節不同電機的轉速來實現。

其基本運動狀態分別是：

（1）垂直運動；

（2）俯仰運動；

（3）滾轉運動；

（4）偏航運動；

（5）前后運動；

（6）側向運動；

在控制飛行器飛行時，有如下技術難點：

首先，在飛行過程中它不僅受到各種物理效應的作用，還很容易受到氣流等外部環境的干擾，很難獲得其準確的性能參數。

其次，微型四旋翼無人飛行器是一個具有六個自由度，而只有四個控制輸入的欠驅動系統。它具有多變量、非線性、強耦合和干擾敏感的特性，使得飛行控制系統的設計變得非常困難。

再次，利用陀螺進行物體姿態檢測需要進行累計誤差的消除，怎樣建立誤差模型和通過組合導航修正累積誤差是一個工程難題。這三個問題解決成功與否，是實現微型四旋翼無人飛行器自主飛行控制的關鍵，具有非常重要的研究價值。

下面將逐個說明飛行器的各種飛行姿態：

垂直運動——在圖中，因有兩對電機轉向相反，可以平衡其對機身的反扭矩，當同時增加四個電機的輸出功率，旋翼轉速增加使得總的拉力增大，當總拉力足以克服整機的重量時，四旋翼飛行器便離地垂直上升；反之，同時減小四個電機的輸出功率，四旋翼飛行器則垂直下降，直至平衡落地，實現了沿z軸的垂直運動。當外界擾動量為零時，在旋翼產生的升力等于飛行器的自重時，飛行器便保持懸停狀態。保證四個旋翼轉速同步增加或減小是垂直運動的關鍵。

俯仰運動——在圖（b）中，電機1的轉速上升，電機3的轉速下降，電機2、電機4的轉速保持不變。為了不因為旋翼轉速的改變引起四旋翼飛行器整體扭矩及總拉力改變，旋翼1與旋翼3轉速該變量的大小應相等。由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，產生的不平衡力矩使機身繞y軸旋轉（方向如圖所示），同理，當電機1的轉速下降，電機3的轉速上升，機身便繞y軸向另一個方向旋轉，實現飛行器的俯仰運動。

   滾轉運動——與圖b的原理相同，在圖c中，改變電機2和電機4的轉速，保持電機1和電機3的轉速不變，則可使機身繞x軸旋轉（正向和反向），實現飛行器的滾轉運動。