提出一种基于近似模型的MEMS系统级优化方法，给出具体实现流程，并结合一个Y轴微机械陀螺进行优化。该方法解决了如何得到近似优化目标函数表达式的关键问题。所得的Y轴微机械陀螺优化参数，使得陀螺驱动模态谐振频率正和检测模态谐振频率工分别为3074Hz和2998Hz，两者之间相差76Hz，较好的实现了模态匹配，且都在3000Hz的设计要求附近，约束条件也得到了满足。该优化方法为在MEMS设计中快速获得系统级优化方案提供较好参考。

通过研究石英微陀螺的机械耦合误差,对理想和非理想陀螺进行了机械建模和分析,推导出了微陀螺的敏感输出信号和机械耦合的关系公式。通过仿真,讨论了机械耦合与陀螺各参数之间的关系和相互影响程度。

微机械陀螺依靠振动模态频率来测量旋转角速度,通常微机械结构的振动模态相当复杂.虽然已有很多文章研究了如何调节驱动模态和敏感模态以获得最大的敏感度,却很少有人分析微机械陀螺的振动模态.振动模态与陀螺结构的设计参数有极大的关系,这些参数包括陀螺检测质量的尺寸、支撑系统的类型和尺寸,以及用以制造陀螺主体的多晶硅的残余应力.研究了一个静电驱动、电容检测、敏感垂直轴角速度的陀螺(也称平面陀螺).同时,用有限元法分析法对微机械陀螺的结构进行了分析.

设计了一种单片集成三轴微机械陀螺,制造了一批样机,进行了初步的驱动特性的实验研究,研制结果表明,陀螺性能符合设计要求.

采用闭环控制电路使振动式微机械陀螺驱动模态保持谐振是提高其灵敏度和稳定性的最为直接、有效的方法。基于锁相控制环路是目前振动式陀螺驱动广泛采用的控制方法之一。对包括陀螺在内的锁相环各个环节进行了建模。对各部分模型线性化处理后,推导了微机械陀螺锁相环控制电路的系统传递函数。传递函数的分析表明该系统是一个有差系统,即压控振荡器发生频率和陀螺谐振频率总是存在一定的频差。文中引入了校正环节来消除稳态误差。采用音叉电容式微机械陀螺进行了实验,转台实验显示刻度因子有所提高,表明该控制方案能够有效的提高陀螺的灵敏度及其稳定性。

有关微机械振动式陀螺的动力学特性测试的结果很多，而与微机械振动式陀螺设计相关的动力学特性的定量结果却很少见。文中基于拉格朗日方程建立微机械振动式陀螺的动力学方程，分析其动力学特性，推导其灵敏度与非线性度的计算公式，考虑输入角加速度影响的情况下，分析其带宽特性，并对其带宽特性进行模拟。所得结论对微机械振动式陀螺的设计提供一定的理论依据。

介绍了一种新型结构微机械陀螺的设计及制作.新型陀螺的驱动振动和敏感检测振动的阻尼均为滑膜阻尼,且几乎相同,惯性质量块为栅型结构,由弹性悬臂梁支撑;驱动固定电极和敏感检测固定电极位于惯性质量块下方.分析了新型陀螺的工作特性,说明了陀螺结构参数对陀螺灵敏度的影响.实验结果表明,在大气状态下,新型栅结构微机械陀螺的驱动和敏感检测品质因子Q均可达到66.

介绍了一种新型的体硅微机械工艺制造的框架式陀螺及其工艺改进。框架式设计使得陀螺的驱动模态和检测模态解耦；静电力驱动外框使得陀螺进入初始谐振模态；通过内部质量块和固定电极组成的差分敏感电容对的电容极板交叠面积的变化来检测输入的角速度信号；变面积的检测方法消除了变间距检测电容变化的非线性。陀螺的驱动模态和检测运动模态都在平面内运动，因此工作阻尼以滑模阻尼为主，从而使得器件在常压下也具有较高的品质因子。深反应离子刻蚀获得了大的可动质量块，也使得弹性梁在Y方向和Z方向上有较大的弹性系数，从而降低交叉耦合并获得了较高的吸合电压。改进后的工艺过程降低了深反应离子刻蚀过程中的根部效应对器件的损伤，并同时使得质量块质量增加了50％。对原型器件的驱动和检测特性以及功能结果进行了测...

基于谐振敏感原理，设计了硅微谐振陀螺，它具有直接的准数字式频率输出、高灵敏度、参数设计灵活等优点，其结构包括质量块、悬臂梁、杠杆放大机构、双端固支音叉（DETF）、激励和检测梳齿。内外质量块结构和杠杆机构特殊设计可以实现结构解耦；质量块外置、杠杆放大结构及双DETF结构可以改善结构灵敏度。模态分析和谐响应通过ANSYS进行，公式运算和参数优化通过MATLAB实现。从仿真结果可以看出，陀螺的灵敏度值为75mHz／（deg／s），且实现了自解耦。

微机械陀螺是近年发展起来的一种角速率传感器,具有体积小、重量轻、价格便宜等优点。但是微机械陀螺的精度很容易受到温度的影响。本文介绍了微机械陀螺的温度特性,并且通过实验推导出陀螺输出与温度的关系,在此基础上使用了最小二乘拟合与神经网络两种算法进行温度补偿并将结果进行了对比。通过实验验证对于由温度导致的误差有很好的补偿效果,为今后在实际中的应用提供了一种参考途径。