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二次调节静液传动技术具有独特的优点，不仅可以避免节流和溢流损失，还可在四个象限内工作，能够回收系统的制动动能和重力势能，并重新加以利用，可以大大提高系统效率。但到目前为止，国内外专家学者对二次调节静液传动技术的研究都是在基于压力耦联的恒压网络或准恒压网络中展开的。虽然二次调节压力耦联系统有许多优点，但在系统中如果接入不能变量的液压执行元件时（如液压缸和定量马达），则系统必须引入相应的压力转换装置（液压变压器）来实现系统恒压油源与变载荷工况之间的协调关系。这类装置的引入使系统结构复杂、成本升高，给二次调节静液传动技术的推广应用带来了不利影响。本文设计的新型节能液压系统——飞轮储能型二次调节流量耦联系统是利用二次调节技术与传统流量耦联系统相结合，并集成飞轮储能技术，在使系统无节流和溢流损失的基础上，把原来系统散失掉转化为热能的位能或动能存储为飞轮的机械动能，并回收利用，为提高液压系统的效率提供了一条非常有效的途径。 在查阅大量国内外相关文献的基础上，综述了国内外二次调节技术的发展概况，概述了能量存储技术，并对各储能元件做了比较，同时综述了国内外飞轮储能技术的研究现状，并对飞轮储能系统结构形式进行了阐述。 分析了飞轮储能型二次调节流量耦联系统的组成和工作原理，并比较了二次调节流量耦联系统与二次调节压力耦联系统的异同。对飞轮储能的主要参数（飞轮应力、临界转速和电机起动时间等）进行了分析，为飞轮转子的合理设计和应力分析提供了有效的方法，也为飞轮转子结构设计与强度校核提供了理论依据。在此基础上，为模拟试验台设计了飞轮。 分别建立了负载上升和下降时的非线性数学模型，并对系统特性进行分析。由分析得出飞轮储能型二次调节流量耦联系统是非线性系统，系统快速性不高，控制压力大小影响系统变量油缸位移和液压缸速度大小。通过比较非线性模型与利用泰勒级数展开的线性化模型表明，在零点附近工作时，线性化模型增益较大，响应较快。随着偏离零点的增大，其误差也会增大。而非线性模型则能在大范围内很好的描述系统。 基于飞轮储能型二次调节流量耦联系统的非线性模型，利用非线性微分几何法——精确线性化控制理论对系统进行大范围线性化，分别得到负载上升和下降的精确线性化控制规律，并分析了系统零动态特性。在此基础上，给出加权矩阵的选择方法——主极点法，并为系统设计线性二次型最优（LQR）控制器。对采用基于精确线性化的LQR控制器和根据线性化模型得到的PID控制器进行仿真分析与比较。结果表明，本文设计的LQR控制器不仅使系统输出基本无超调和改善了快速性，而且表明利用精确线性化控制理论得到的线性化模型是大范围有效的。 从能量流的角度分析了飞轮储能型二次调节流量耦联系统的节能潜力，还分析了该系统能够进行能量回收的工作机理。对影响飞轮储能型二次调节流量耦联系统能量回收效率的参数进行分析，基于拉格朗日乘子法，以能量损失最小为目标函数，优化系统参数，并进行计算机仿真研究。结果表明，随着下降重物重量的增大，二次元件排量的最优值减小，负载下降时间的最优值减小，而液压缸终点速度的最优值增大。随着液压缸下降行程的增大，二次元件排量的最优值增大，负载下降时间的最优值增大，而液压缸终点速度的最优值增大。 最后，利用搭建的飞轮储能型二次调节流量耦联系统试验平台对本文相关的研究内容进行试验研究，并对试验结果进行分析。结果表明，非线性模型更接近于实际系统，并且验证了本文设计的控制器的有效性和基于能量损失最小为原则的参数优化方法的正确性。