机电一体化系统是集多种学科为一体的复杂系统，目前对这种复杂系统的研究还处于发展阶段。机电一体化涉及到多个工程领域的知识和成果，因此需要以工程系统理论作为系统分析的基础。在此基础上，运用其基本的观点和方法来分析和研究机电一体化系统，是解决系统问题的一条有效途径。本文将工程系统理论与面向对象方法相结合，深入到机电一体化系统的分析和设计中，这具有重要的理论意义和应用价值。本文的主要研究内容如下： 首先，针对机电一体化系统的复杂性和多学科性，运用工程系统理论的观点和方法对机电一体化系统进行分析，给出了机电一体化系统的共性特征。在此基础上，引入面向对象的思想和方法，从而形成了一种研究机电一体化系统的新方法——基于机电接口的面向对象设计，即ODIMS方法。 其次，针对机电一体化系统结构的划分问题，在分析了气动插装机器人、模块化生产加工系统和伺服驱动教学实验系统三个实例的系统组成后，通过比较，找出了三者间的共性。通过对共性的研究，提出了一种新的机电一体化系统组成结构，即系统由部件组成，而部件由机械、动力和控制三要素结合而成的方法。此后，进一步给出了部件的划分原则以及三要素的特性。 再次，提出了机电接口的概念，并给出了机电接口的层次和分类。机电接口可分为人机接口、集成接口和构成接口三个层次。人机接口是人与系统之间的接口；集成接口是系统中部件之间的接口；构成接口是部件中要素之间的接口。集成接口又分为集成动力接口、集成控制接口和集成机械接口。构成接口又分为构成动力接口和构成控制接口。 然后，针对系统的建模问题，运用面向对象的方法建立了系统的静态模型和动态模型。在分析机电接口的基础上，确定了机械、动力和控制三个面向对象设计的初始类及其相应的属性和服务。部件类从三个初始类继承属性和服务，从而建立起系统的静态模型——系统类图。而在对系统的工作过程和动态行为进行分析之后，建立起系统的动态模型。 最后，将ODIMS方法应用于系统实例。运用ODIMS方法，对过滤器反冲洗控制器、油套管接头计算机辅助测量系统和自动冲饮机三个机电一体化系统进行了设计。通过对这三个功能、结构、用途和工作环境等方面各不相同的系统的具体设计验证了ODIMS方法的可行性。