本文主要对MEMS陀螺的检测和自动控制技术进行研究，分别对高真空封装陀螺测试技术、自动实时模态匹配技术和检测力平衡闭环控制技术进行详细的原理推导、仿真分析和实验验证。　　论文首先对MEMS陀螺的发展历史进行概述，并对国内外在MEMS陀螺检测和自动控制电路方面的研究现状进行分析，提出了自己的理解。然后针对北大MEMS陀螺存在的问题提出解决方法。　　其次，详细地介绍了MEMS陀螺的工作原理，从理论上给出了陀螺的机械灵敏度以及带宽的表达式，并从时域上推导了陀螺检测开环传递函数模型，用Matlab软件对陀螺开环频率响应进行了仿真分析。然后，介绍了陀螺的关键性能指标，对陀螺系统中主要的耦合机制以及噪声源进行了详细的剖析，并简要介绍了Allan方差评估噪声的原理。简要介绍了Z轴双解耦微机械音叉陀螺的结构，对滑膜和压膜梳齿电容的驱动与检测原理进行详细推导，分析表明滑膜梳齿可用于陀螺电容检测和施加驱动力，而压膜梳齿可用于电容检测和模态匹配控制。　　接着，详细介绍了扫频测试和振动测试技术的原理和优缺点，并结合NI采集卡、模拟电路和LabVIEW软件实现了这两个测试系统。实验结果表明，对于低真空封装陀螺，扫频测试和振动测试系统都能很好地提取谐振频率和Q值，并且测试重复性很好，测试时间周期较快。但是对于高真空封装陀螺来说，基于稳态响应工作的扫频测试系统的测试时间大于20min，Q值重复测试误差接近2000，并且很依赖于测试者的经验，因此不适合被用于提取谐振频率和Q值。然而基于瞬态响应工作的振动测试系统却能有效避免这些问题，测试时间大约2s，Q值重复测试误差小于500，并且几乎不依赖于测试者的经验。由于振动测试系统具有较高的测试精度和测试效率，所以可广泛用于测量高真空封装MEMS陀螺的谐振频率和Q值。　　然后，对模态匹配原理以及模态的温度特性进行了详细的分析，并提出了一种新的基于改进模糊控制器和振动测试的自动模态匹配系统。实验结果表明，该自动模态匹配系统只需要8s时间就能实现精确模态匹配，从而验证了该系统的可行性、精确性以及控制快速性。由于该自动匹配系统仍为一次性模态匹配控制系统，因此提出了基于BP神经网络控制的实时模态匹配控制系统，以抑制温度变化带来的匹配误差。实验结果表明，一次性模态匹配控制的陀螺全温匹配误差约为6Hz，零偏温度敏感性为16deg/h/℃，然而在检测闭环控制的实时模态匹配陀螺中它们被改善为0.32Hz和0.5deg/h/℃，性能改善大于一个量级，从而也验证了该新型实时模态匹配控制系统的可行性和优越性。　　最后，简要介绍微机械陀螺的模拟和数字驱动闭环技术。提出基于非调制解调的窄带力平衡控制系统和基于调制解调的窄带力平衡控制系统，分别从角速度频域和科氏力频域上推导陀螺被控对象模型和开环、闭环检测系统的传递函数，提出详细的检测闭环设计方法，并结合仿真和实验来验证检测闭环控制理论的准确性与可行性。理论和实验分析表明，非调制解调窄带力平衡检测闭环系统适用范围较窄，并且灵活性不够高，不是检测闭环的最优方案。而调制解调窄带力平衡控制系统能够较好地解决那些问题，所以常用于模态分离和模态匹配真空封装陀螺的检测闭环控制。实验结果表明，模态匹配检测闭环陀螺的性能达到战术级水平，其相位裕量为66.7deg，幅度裕量为13.7dB，灵敏度裕量为2.94dB，带宽为97.1Hz，阶跃响应超调量为25～，调节时间约为35ms，耦合信号抑制倍数为70dB。标度因子为65.9mV/deg/s，非线性为0.03～，不对称度为0.1～，等效噪声角速率为1.7deg/h/√Hz，零偏稳定性为0.68deg/h，角随机游走系数为0.028deg/√h，室温下零偏漂移系数为43.7deg/h，并且零偏上电重复性较好。