本文以经典相似理论为基础,针对目前经典相似理论主要针对元件而不适用于大型复杂系统的问题,将经典相似理论与系统论相结合,提出了适用于复杂系统相似的矩阵相似准则,并将其应用于机电系统中。主要研究工作如下：第一,从经典相似理论的研究对象——元件出发,对元件进行相似性质的区分,分别为功能相似与结构相似,并采用量纲分析法推导了元件对应的功能相似准则与结构相似准则,通过多种典型物理元件的对比分析,验证了该方法的可行性与优越性,并实现了应用相似三定理指导元件层面不同的相似要求下的模型实验设计的目的。第二,针对复杂系统相似问题,以系统论思想为指导,将元件层面的功能相似与结构相似拓展至复杂系统中,并建立元件——子系统——总系统的多层次相似关系,对各层次功能相似与结构相似进行数理分析,并从功能与结构的角度建立了针对复杂系统的矩阵相似准则,只要原型系统与模型系统对应矩阵相等,则原型系统与模型系统相似。该准则填补了相似三定理不适用与复杂系统的理论不足,实现了将相似理论拓展并应用于大型复杂系统的目的。算例分析验证了该方法的可行性与优越性。第三,以实际中使用较多的大型复杂机电系统——大型锻造操作机夹持系统为例,应用文中提出的复杂系统的矩阵相似准则,模拟实际工作情况,进行了在非均匀相似层次条件下该系统的相似分析,建立对应的矩阵相似准则并进行比对分析。算例分析突出了该方法相比于经典相似理论适用于复杂系统的优势,并能根据实际需要,选择相应的相似层次进行模型试验设计。图31幅,表7个,参考文献84篇。