本发明公开了一种用于脉冲功率负载调节的飞轮储能控制系统设计方法，包括以下步骤：①、将原始的非线性舰船电源系统SPS转换为无约束的等效模型，转换后的等效模型的系统稳定性等同于原始非线性舰船电源系统SPS的瞬态稳定性和瞬态性能；②、利用反推的方法，分别针对等效模型中的发电控制系统和充电控制系统设定相应的自适应控制器；③、借助标准的Lyapunov方法，证明所有闭环信号都是有界的。采用本发明的设计方法使得舰船电源系统SPS的总体控制问题被建模为约束控制问题，通过模型转换和高级控制设计，可以在飞轮储能系统FESS的快速充电的同时将其对系统频率的干扰降至最低，从而确保飞轮储能系统FESS的瞬态响应保持在用户定义的时变范围内。