微机械陀螺是一类重要的微机电器件，因其在体积、成本、可靠性、功耗等方面具有的优势而具有较广的应用前景。然而同宏观机械系统相比，微器件的结构尺寸和器件性能对于设计参数的变异（通常是由于加工误差引起的）更敏感。因此在结构设计阶段引入稳健设计，可以保证器件性能稳定可靠。　　本文提出了一种解耦微机械陀螺结构参数稳健优化设计方法。该方法是在确定性工程优化设计基础上，考虑工艺误差引起的结构设计参数变异，利用最坏情况容差分析，考察其变异对器件性能的影响，建立稳健设计数学模型，并开发出可工程化实现的、高效精确的设计流程。　　(1)介绍了微机械陀螺的工作原理，包括科里奥利效应的、谐振式微陀螺的模态匹配问题，并利用非惯性系动力学推导了结构响应（如模态振幅、模态频率等）。在此基础上，分析了耦合问题，解耦原理，并提出了本文的研究对象——双级解耦微陀螺。随后利用能量法推导了结构中的U形梁刚度，分析了关键设计参数，同时也讨论了两类解耦结构的差异，包括直接运动耦合，静电负刚度，阻尼。　　(2)研究了微器件的稳健优化设计方法。比较了传统稳健方法与工程稳健优化设计，分析了不同的稳健设计方法，包括随机优化、最小灵敏度法以及容差分析法，提出基于容差分析的稳健设计方法，具体包括:采用最坏情况容差描述设计变量不确定性，这就不需要详尽的误差统计信息;在工程实际中，采用望目特性的目标函数更合适;利用微器件的结构响应构建稳健约束;采用具有全局寻优的遗传算法求解稳健模型。　　(3)针对本文的研究对象，利用所提出的稳健设计方法建立相应的稳健优化模型。首先研究了微陀螺稳健设计的目标函数，指出采用检测电容作为设计目标较采用模态频率匹配更合适。随后分析了利用微陀螺结构响应（模态频率差）建立稳健约束。为了描述设计变量容差，也分析了体硅加工引入的工艺误差，并据此定义了最坏情况容差。在此基础上开发相应的稳健设计流程。最后对设计结果进行了讨论，包括优化进程、不同稳健设计方法的比较、蒙特卡洛仿真验证。　　(4)对加工的微陀螺进行了工艺容差统计，分析了工艺误差的均值和标准差，比较了理论设计与实际情况，统计了成品率;同时也对陀螺样机的性能进行了测试。