旋翼飞行器姿态控制¶
下图是姿态控制的高级示意图。
下面将介绍每个轴的工作原理。P 控制器将角度误差（目标角度与实际角度之间的差值）转换为所需的旋转速率，然后由 PID 控制器将旋转速率误差转换为高电平电机指令。图中的 "平方根控制器 "部分显示了角度控制的 P 控制器所使用的曲线。
下图显示了从先导输入到 pwm 输出的代码路径。
每次更新时（例如，Pixhawk 为 400 赫兹，APM2.x 为 100 赫兹）都会发生以下情况：
会调用 flight-mode.cpp 顶层的 "update_flight_mode() "函数。该函数会检查飞行器的飞行模式（即 "control_mode "变量），然后调用相应的 <flight mode>_run() 函数（即 "update_flight_mode "变量）。 稳定运行 用于稳定模式、 rtl_run RTL 模式等）。飞行模式 <flight mode>_run() 函数可在相应命名的 mode_<flight mode>.cpp 文件中找到（即 mode_stabilize.cpp, mode_rtl.cpp等等）。
飞行模式>_run 函数负责将用户输入（在 g.rc_1.control_in、g.rc_2.control_in 等中找到）转换为适合该飞行模式的倾斜角、旋转率、爬升率等。例如 AltHold 将用户的滚转和俯仰输入转换为倾斜角（单位：度），将偏航输入转换为旋转率（单位：度/秒），将油门输入转换为爬升率（单位：厘米/秒）。
最后，<飞行模式>_run 函数必须将这些所需的角度、速率等参数传递到姿态控制和/或位置控制库中（这些参数都保存在_run 函数中）。 AC_AttitudeControl 文件夹）。
"这款" AC_AttitudeControl 图书馆提供了 5 种控制飞行器姿态的可能方法，其中最常见的 3 种如下。
angle_ef_roll_pitch_rate_ef_yaw() 该功能：滚动和俯仰接受 "地球帧 "角度，偏航接受 "地球帧 "速率。例如，如果滚动 = -1000、前平移/俯仰 = -1500、偏航/航向 = 500，则表示载具向左倾斜 10 度，向前俯仰 15 度，并以 5 度/秒的速度向右旋转。
angle_ef_roll_pitch_yaw() 与上述类似，但如果偏航为 500，则意味着将飞行器旋转到北偏东 5 度。
rate_bf_roll_pitch_yaw() 滚动 = -1000：该功能接受滚动俯仰和偏航的 "车身帧 "速率（单位：度/秒）。例如，如果使用 roll =-1000、pitch = -1500、yaw = 500，则载具将以 10 度/秒的速度向左滚动，以 15 度/秒的速度向前俯仰，并以 5 度/秒的速度绕载具的 Z 轴旋转。
调用这些函数后 AC_AttitudeControl::rate_controller_run() 被调用。这将把上述方法的输出转换成滚动、俯仰和偏航输入，并发送到 AP_Motors 通过它的 roll、set_pitch、set_yaw 和 set_throttle 方法。
"这款" AC_PosControl 该库允许对飞行器进行三维位置控制。通常只使用较简单的 Z 轴（即高度控制）方法，因为更复杂的三维位置飞行模式（即高度控制）需要更多的时间。 位置悬停)利用 AC_WPNav 库。无论如何，该库的一些常用方法包括
set_alt_target_from_climb_rate() ：接受以厘米/秒为单位的爬升率，并更新绝对高度目标值
set_pos_target() 接收三维位置矢量，该矢量是以厘米为单位的原点偏移量。
如果调用了 AC_PosControl 中的任何方法，那么飞行模式代码还必须调用 AC_PosControl::update_z_controller() 方法。这将运行 Z 轴位置控制 PID 循环，并将低电平节流电平发送至 AP_Motors 库。如果调用了任何 x 轴方法，那么 AC_PosControl::update_xy_controller() 必须调用。
AP_Motors 库包含 "电机混合 "代码。该代码负责将从 AC_AttitudeControl 和 AC_PosControl 库接收的滚转、前平移/俯仰、偏航和油门值转换为绝对电机输出（即 PWM 值）。因此，更高级别的库将使用这些函数：
set_roll()、set_pitch()、set_yaw() 滚动、俯仰和偏航：接受 -4500 ~ 4500 范围内的滚动、俯仰和偏航值。这些值并不是所需的角度，甚至也不是速率，而只是一个数值。例如，set_roll(-4500) 表示以最快速度向左滚动。
set_throttle() ：接受 0 ~ 1000 范围内的绝对节流阀值。0 = 关闭电机，1000 = 全油门。
每种机架类型（四旋翼、Y6、传统旋翼飞行器）都有不同的级别，但每种级别都有一个"......"。已上膛输出"函数，该函数负责将这些翻滚、前平移/俯仰、偏航和油门值转换为 pwm 输出。这种转换通常包括执行一个 "稳定补丁"，当输入请求超出框架的物理限制时，该补丁会处理一个控制轴优先于另一个控制轴的问题（例如，四轴飞行器不可能实现最大油门和最大翻滚，因为某些电机的油门必须小于其他电机才能导致翻滚）。在 "output_armed "函数的底部，需要调用 hal.rcout->write()，将所需的 pwm 值传递给 AP_HAL 层。
"这款" AP_HAL 库（硬件抽象层）为所有电路板提供了一致的接口。其中，hal.rc_out_write() 函数将使从 AP_Motors 类接收到的指定 PWM 显示在电路板的相应 pwm 引脚上。