与真实世界实验相比复杂仿真实验因子量大、因子取值区间大、考虑指标多、因子间关系复杂，迫切需要能够大幅提高实验效率的仿真实验设计与监控技术。本文在研究复杂仿真实验特点的基础上，围绕复杂仿真实验与监控技术开展了下面三个方面的研究。首先，研究了复杂仿真实验设计方法。本文在研究复杂仿真实验特征的基础上，针对其分阶段的实验需求，分两类研究了顺序分支法等4种筛选实验设计方法与析因设计等5种正式实验设计方法，并对它们在仿真实验中的应用特点和适用条件进行了分析比较。其次，研究了复杂仿真实验设计与监控三个方面的关键技术。（1）本文根据复杂仿真实验的序贯性特点在传统实验流程的基础上探讨了复杂仿真实验设计过程模型。（2）本文根据对各实验设计方法优缺点及适用条件的总结提出了基于规则的仿真实验智能化设计方法，并研究了规则的描述形式及规则库的实现方法。（3）本文针对复杂仿真实验三个层次的结构特点研究了复杂仿真实验对应三个方面的监控需求及实现方式。最后，设计并实现了仿真实验设计与监控辅助工具。针对当前辅助工具的局限性及仿真实验设计与监控的具体需求，本文基于先前对复杂仿真实验设计与监控技术的研究成果，采用分阶段的项目管理方法和基于规则的仿真实验智能化设计方法，设计并实现了仿真实验设计与监控辅助工具，并利用工具对一具体仿真问题进行了实验设计与分析。