四軸飛行器又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機，簡稱四軸、四旋翼。這四軸飛行器（Quadrotor）是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個螺旋槳都是電機直連的簡單機構，十字形的布局允許飛行器通過改變電機轉速獲得旋轉機身的力，從而調整自身姿態。具體的技術細節在“基本運動原理”中講述。因為它固有的復雜性，歷史上從未有大型的商用四軸飛行器。近年來得益于微機電控制技術的發展，穩定的四軸飛行器得到了廣泛的關注，應用前景十分可觀。

　　小型的四軸飛行器可以自由地實現懸停和空間中的自由移動，具有很大的靈活性。此外，因為它結構簡單，機械穩定性好，所以成本低廉、性價比很高。主要的應用是玩具、航模，以及航拍，新的應用也在不斷的拓展之中。

　　四軸飛行器組成

　　四軸飛行器由電機、電調、槳、機架、電池、充電器、遙控器、飛控板等部件組成。

　　飛控板

　　飛行控制器（飛控）是飛行器的大腦，飛控板上配置有中央處理器、姿態測量傳感器、無線接收器等器件，飛控板完成自身穩定的飛行，并且它還要從接收器接受信號，并把信號傳輸給電調告訴它如何飛行，其中最困難的在于如何保持飛行器飛行的穩定性。為了保持穩定性，飛控板就需要各種各樣的傳感器完成自身的姿態解算并控制四個電機的輸出動力，使自身保持穩定。

　　電調

　　電調的作用就是將飛控板的控制信號，轉變為電流的大小，以控制電機的轉速。因為電機的電流是很大的，通常每個電機正常工作時，平均有3A左右的電流，如果沒有電調的存在，飛控板根本無法承受這樣大的電流（另外也沒驅動無刷電機的功能）。同時電調的BEC輸出功能在四軸當中還充當了電壓變化器的作用，將11.1v的電壓變為5v為飛控板和遙控接收機供電。在四軸上，4個電調的正負極需要并聯（紅色連一起，黑色連一起），并接到電池的正負極上；電調3根黑色的電機控制線用于連接電機。

　　正反槳

　　四軸飛行為了抵消螺旋槳的自旋，相隔的槳旋轉方向是不一樣的，所以需要正反槳。正反槳的風都向下吹。適合順時針旋轉的叫正漿、適合逆時針旋轉的是反漿。安裝的時候，一定記得無論正反槳，有字的一面是向上的（槳葉圓潤的一面要和電機旋轉方向一致）。

　　四軸飛行器自動控制原理

電路圖

　　典型的傳統直升機配備有一個主轉子和一個尾漿。他們是通過控制舵機來改變螺旋槳的槳距角，從而控制直升機的姿態和位置。四旋翼飛行器與此不同，是通過調節四個電機轉速來改變旋翼轉速，實現升力的變化，從而控制飛行器的姿態和位置。由于飛行器是通過改變旋翼轉速實現升力變化，這樣會導致其動力不穩定，所以需要一種能夠長期確保穩定的控制方法。四旋翼飛行器是一種六自由度的垂直起降機，因此非常適合靜態和準靜態條件下飛行。但是四旋翼飛行器只有四個輸入力，同時卻有六個狀態輸出，所以它又是一種欠驅動系統。

　　為了保持飛行器的穩定飛行，在四軸飛行器上裝有3個方向的陀螺儀和3軸加速度傳感器組成慣性導航模塊，可以計算出飛行器此時相對地面的姿態以及加速度、角速度。飛行控制器通過算法計算保持運動狀態時所需的旋轉力和升力，通過電子調控器來保證電機輸出合適的力。

控制系統結構框圖