与传统陀螺相比,微机械陀螺具有体积小、重量轻、成本低等特点,因而具有广泛的应用前景。在微机械陀螺的研究中,陀螺的灵敏度和分辨率的提高始终是人们追求的主要目标。目前,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。本文主要对微机械陀螺的动力学特性进行研究,采用有限元对其进行模拟,分析其主要几何尺寸对其固有频率的影响。根据陀螺驱动模态频率和检测模态的频率匹配,优化了其结构尺寸。本论文的主要工作包括:(1)建立微机械振动式陀螺的动力学方程,分析动力学方程中的刚度系数以及阻尼系数。(2)微机械振动式陀螺中静电力的作用:给出梳状静电驱动器的驱动力大小计算公式,分析静电的负刚度效应、静电负阻尼效应和静电吸和现象。(3)进行静电驱动电容检测微机械振动式陀螺的动力学特性分析:根据拉哥郎日方程建立微机械陀螺的动力学方程,分析其动力学特性,给出其灵敏度及其线性度的计算公式,考虑谐波角速度输入时其带宽特性。并对不同频率匹配下的带宽特性进行模拟。(4)微机械陀螺中的主要误差及噪声分析:根据微机械振动式陀螺的动力学方程,分析微机械振动式陀螺的误差及噪声特性,并分析残余应力对微机械振动式陀螺的性能影响。(5)微机械振动式陀螺的有限元模拟:用ANSYS对微机械振动式陀螺进行了模拟,并分析其主要几何尺寸对其固有频率的影响。根据陀螺驱动模态频率和检测模态的频率匹配,优化其结构尺寸。本论文通过对微机械振动式陀螺的动力学特性分析,得出如下结论:微机械振动式陀螺要同时具有高的带宽和高的灵敏度性能,它的驱动频率应与驱动模态的固有频率一致,驱动模态固有频率和检测模态固有频率必须有一定的偏差:同时它的驱动模态和检测模态的阻尼要尽量的小。并给出微机械振动式陀螺的灵敏度计算公式以及非线性度的计算公式。通过有限元分析得到了微机械振动式陀螺驱动模态固有频率和检测模态固有频率随其主要结构尺寸变化的规律。通过优化陀螺的结构尺寸,使其驱动模态频率和检测模态的频率匹配,并为结构改进和制备艺提供理论基础。这对微机械振动式陀螺的设计具有一定的指导意义。