飞行器的控制通过几个环来实现，外环控制为位置的控制，内环控制为姿态的控制，通过姿态的控制来实现飞行器的动态控制，从而控制飞行器的速度和位置，大致框架如下
位置控制根据目标位置得出飞行器的目标姿态，姿态控制则根据需要实现的目标姿态输出控制信号，使飞行器达到目标的姿态。位置控制和姿态控制也有不同的方法，开源方案APM、px4等在位置控制和姿态控制里面再采用了多个环串联的方法。这里则介绍一种单个环来实现位置控制和姿态控制的方法，相比较多环的控制具备响应速度快的特点，在这里作一下介绍。
从姿态控制开始，单个环用PID控制很难实现稳定的姿态控制，需要加上一个二次微分项的反馈才能够实现稳定的姿态控制，称之为PIDD控制，控制公式如下
其中为控制信号，
为姿态误差，这里可以代表姿态角的偏差，
为误差项、积分项、微分项和二次微分项的反馈比例系数。相比常规的PID控制，多了一项二次微分项。出于多轴无人飞行器的动态特性，这一项具有重要的作用，经实测加上这一项能够实现稳定的姿态控制。因为二次微分的高频放大特性，通常对误差信号进行低通滤波再进行计算。这种控制实现方式的优点在于在一个环就实现了姿态控制，计算快速，另外因为在一个环中实现控制，响应也比较快速。
同样的，位置环也可以采用同样的控制方法来实现位置控制，比如
其中表示某个通道的姿态角，如滚转角/俯仰角，
表示位置的偏差，其它符号意义同上。
