（1）自然实验法
自然实验法也称现场实验法，是指在自然条件下，对某些条件加以有限的控制或改变而进行研究的方法，它简便易行，所得结果比较符合实际。例如Annor Holdings公司在研制轻型综合机动身体装甲系统（LIMBS）时，让士兵在模拟的作战现场直接佩戴该装置进行战术动作训练，然后通过现场测量肌肉的能量消耗数据来改进和调整该装置的局部结构和重量。改进后该装置在对人的肩、四肢提供增强防护的同时，重量减轻了25％，提高了单兵作战时使用该装置的机动性和舒适性。
（2）实验室实验法
实验室实验法是在特定的实验条件中，借用各种仪器设备，严格控制各种条件进行实验的研究方法。实验室实验法的最大优点是能够精密地控制实验的条件，精确地揭示变量之间的因果关系。例如，在风洞实验室进行的飞行器测力实验、测压实验、传热实验、动态模型实验和流态观测实验等。
3．物理模拟和模型实验法
当人机系统比较复杂时，常用物理模拟和模型实验法进行人机界面的研究。与采用实体进行研究相比，模拟或模型可以进行符合实际的研究，而且更加廉价和安全。例如：飞行模拟器可以模拟危急情况，训练飞行员对特殊情况的处理，即使操作失误也不会危及装备及人员的安全；训练不受气候、地域和环境的限制；可以对飞行员的难点项目进行反复练习，大大缩短了飞行员的受训时间。有统计数据表明，采用飞行模拟器训练的费用只有实际飞行训练费用的1／70。
4．计算机仿真法
计算机仿真法是在计算机上利用系统的数学模型进行仿真性实验研究。研究者可对尚处于设计阶段的机器系统进行仿真，并就系统中的人、机、环境三要素的功能特点及其相互间的协调性进行分析，从而预知所设计的机器的性能，并改进设计。应用计算机仿真法进行研究，能大大缩短设计周期、降低研发成本。例如传统的火炮设计中，需要在设计出样炮之后进行大量的实弹射击实验，通过刚强度、稳定性以及射击密度实验数据来对设计方案进行修改。而采用计算机仿真法技术，运用多体系统动力学理论和虚拟现实技术建立的火炮虚拟现实实验系统，利用仿真的样炮与火炮射击实验的虚拟场景相结合，能逼真地模拟射击实验过程，通过交互改变火炮射击参数和实验环境等参数，可以验证设计方案，达到缩短设计周期、降低开发成本和提高产品质量的目的。
5．分析法
分析法是对人机系统已取得的资料和数据进行系统分析的一种研究方法。目前，人机工程研究常采用的几种分析法有瞬间操作分析法、知觉与运动信息分析法、频率分析法、危象分析法、相关分析法、调查研究法、检查表法、联系链分析法、系统分析与评价法等。
（1）瞬间操作分析法
操作过程一般是连续的，因此人机之问的信息传递也是连续的。但要分析这种连续传递的信息比较困难，因而只能用问歇性的分析测定法，即，用统计方法中随机抽样法，对操作者与机器之间在每一间隔时刻的信息进行测定后，再用统计推理的方法加以整理，从而得到对改善人机系统有益的资料。
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