随着MEMS技术的快速发展,MEMS陀螺凭借自身质量轻、体积小、功耗低、耐用性好、成本低等优点,广泛应用在民用、军用领域,但由于受加工工艺的限制,微机械陀螺的精度还比较低,在现有的加工工艺水平下,通常采用器件结构优化设计、信号处理技术、控制技术来提高陀螺的精度与稳定性。本文以提高微机械陀螺的性能为目的,重点对微机械陀螺的测控系统进行研究。主要从数字闭环驱动控制系统技术、真空封装陀螺测试技术、闭环检测控制技术上展开研究。(1)本文对微机械陀螺的发展状况进行简要概述,并对国内外在微机械陀螺驱动模态控制系统与检测模态控制系统的研究进行分析。(2)详细分析微机械陀螺的模型。根据建立的微机械陀螺的动力学方程进行原理分析,介绍梳齿电容静电力驱动原理、梳齿电容检测原理和陀螺电容/电压转换电路,最后,提出本文微机械陀螺测控系统的总体框架。(3)设计扫频测试与振动测试技术,获取真空封装陀螺的谐振频率与品质因子,实验结果表明,扫频测试方法对扫频参数的设置比较依赖经验性,而且扫频时间能长达20min,测量效率不高,振动测试系统能有效避免扫频测试所存在的问题,测量时间缩短到大约2s,并且不依赖测试者的经验。(4)对比分析自激闭环驱动与非自激闭环驱动控制技术,提出了基于CORDIC算法与LMS算法的非自激闭环驱动方法,并详细介绍了 CORDIC算法与LMS算法原理,在硬件电路上实现闭环驱动,实验结果表明,驱动响应幅值的稳定性为49ppm,验证了该闭环控制方法的可行性。(5)详细介绍了基于调制解调的微机械陀螺窄带力平衡检测控制技术,分别从角速度频率响应与科氏力频率响应推导出系统的控制对象,应用Matlab软件对系统控制对象进行仿真分析,在实验上验证微机械陀螺数字闭环驱动模拟闭环检测混合设计系统控制方案的可行性,实验结果表明,陀螺控制系统实现闭环检测后的标度因子为2.7mv/deg/s,非线性度为20ppm,不对称度为40ppm,全温下零偏稳定性为100deg/h,室温下零偏稳定性为6.4deg/h,达到战术级要求。