本发明提出一种用于旋转机翼飞机的多输入多输出动力系统及控制方法，包括旋翼、提供前飞动力的螺旋桨、在旋转机翼飞机固定翼飞行模式阶段为螺旋桨提供动力的主动力源、在旋转机翼飞机垂直起降阶段与主动力源共同为旋翼提供动力的辅动力源，以及从主动力源到螺旋桨的前传动机构和从主动力源、辅动力源到旋翼的主传动机构。本发明采用多个动力来源，如燃油发动机与电动机，通过动力系统变速装置将多个动力源进行功率汇流及分流，并根据旋转机翼飞机的不同飞行阶段，采用不同的控制策略进行功率再分配，形成多输入功率汇流分流和通过控制分配实现多输出需求的综合动力系统，达到既可以满足旋翼模式的大功率需求，也可以在固定翼模式使动力系统工作在最优经济状态。