电动力技术在无人机领域产生了巨大的影响。使用电动力系统的无人机排放小、噪声低,发展电动无人机符合绿色、环保与可持续发展的理念。固定翼式电动无人机具备航程远、载荷大、受气象条件影响低、出动频次高、多功能性好等优点,是电动无人机的重要构造形式之一。功率舵面驱动系统取消了传统的液压管路,采用电缆进行功率传输。电动无人机采用功率舵面驱动系统可以有效的减轻重量、降低成本、提高飞行品质及降低后勤维修压力。本文将碳基超级电容器这一新型电源应用到电动无人机的功率舵面驱动系统中,研制了电动无人机舵面电源驱动系统。采用电化学方法测试了碳基超级电容器的功率密度、能量密度、充放电循环稳定性以及阻抗。本文系统的研究了不同碳材料对于碳基超级电容器性能的影响,对碳基超级电容器进行了优化,提高了各项性能,分析了舵面电源驱动系统中超级电容器、永磁电机以及电机械作动器之间的适配性。实验结果表明,结合导电聚合物PEDOT形成的氧化石墨烯/PEDOT超级电容器的能量密度可达40Wh/kg,功率密度可达7.2KW/kg,放电时间可达650s,经过20000次的充放电循环后,电容保持率仍为85.48%,具备较强的功率输出可靠性,离子扩散电阻仅为1.2Ω,电荷转移电阻仅为13.8Ω,阻抗较低、能量转化过程中的损耗很低。表明其不仅可以独立地为舵面电源驱动系统提供高功率保障,也可以与锂电池等配合使用,提供高功率性能。本文计算结果表明,质量为7.5kg、体积为1600cm3的机载超级电容器组的最大功率可达10KW以上,可以满足电动无人机对舵面电源驱动系统的功率要求。超级电容器组的最大储能容量为300Wh,可独立使电动无人机舵面电源驱动系统的永磁电机及电机械作动器工作长达10分钟,可使舵面电源驱动系统具备充足的作动时间。研究表明,将超级电容器应用于电动无人机的舵面电源驱动系统中,可以极大的缓解锂电池等传统电源功率密度低的不足,增强舵面驱动性能。