本发明公开了一种直升机动力系统旋翼转速优化控制方法。该方法在直升机动力系统复合机载模型的基础上,以主旋翼转速为优化自变量,根据相应的优化目标,结合最优桨叶载荷操作边界约束,来有效避免旋翼桨叶出现叶尖失速,同时采用改进的黄金分割法进行最优旋翼转速的一维快速搜索,根据当前飞行条件,基于最优桨叶载荷范围对黄金分割法的搜索区间进行动态调节,从而大幅减小搜索范围,有效提高算法执行效率。本发明还公开了一种直升机动力系统旋翼转速优化控制装置。相比现有技术,本发明可在确保直升机动力系统安全可靠运行的同时,实现直升机动力系统工作于最优旋翼转速。