MEMS微陀螺是利用科氏力敏感物体角速度的传感器，具有成本低、体积小、功耗低等优点，在军事、车辆、航空航天以及医疗器械等领域均有广泛应用，随着其应用领域的不断拓展，逐渐发展为全球研究的热点。但目前硅微陀螺的性能基本处于速率级别，如何提高性能成为硅微陀螺仪研究的重点和难点。目前有关微陀螺动态性能优化设计方法的研究还相当欠缺，且大多集中在单自由度微陀螺，对于多自由度微陀螺动态性能优化设计方法的研究少之又少。因此，改进并发展现有的优化设计方法，形成一套适用于多自由度微陀螺性能完善的优化设计方法，将对我国MEMS微陀螺的设计水平和制造水平的提升起到关键作用，具有重要的实际应用价值。　　为了兼顾微陀螺的灵敏度和带宽，提高其动态性能，将响应面法和遗传算法相结合，提出了一种基于灵敏度和带宽最优化的优化设计方法，引入响应面法解决了微陀螺灵敏度与带宽的目标函数建模困难的问题，多目标遗传算法优化则可兼顾灵敏度与带宽的同时优化。该方法基于特征提取确定设计变量及约束条件，结合响应面法和最小二乘法构建微陀螺性能指标的响应面模型，运用基于遗传算法改进的多目标优化算法对灵敏度和带宽的响应面近似模型进行优化。分别以两种不同类型的双驱动双检测微陀螺为研究对象，采用所提出的优化设计方法对其进行优化，有效地提升了陀螺的灵敏度和带宽，并且获得了一系列优化方案，可根据实际需要选择不同的优化方案，进而获得具有不同性能的微陀螺。优化结果体现了优化方法的有效性，该方法可为多自由微陀螺的优化设计提供指导。　　根据陀螺的动力学方程与电学方程的等效性原理，采用电路仿真软件PSpice建立了第一类微陀螺的等效电学模型，将电学模型的建模方法引入到四自由度微陀螺的建模中，对优化后的微陀螺的动态性能进行了仿真分析，避免了陀螺结构加工误差和电路耦合误差等对微陀螺动态性能的干扰。仿真结果与理论结果的误差均在1%以内，验证了优化结果的正确性，体现了优化方法的可行性。该方法可为四自由度微陀螺的动态性能实验研究提供指导。　　依据优化后获得的灵敏度和带宽，对第二类双驱动双检测微陀螺进行了结构和结构参数的设计，提出了一种计算U型梁刚度系数的新方法。根据所设计的结构参数应用有限元分析软件ANSYS建立了有限元模型并进行模态分析，振型和固有频率的仿真结果与理论结果保持一致，实现微陀螺模态定阶，保证了所设计微陀螺的工作模态和固有频率不受干扰模态的影响。　　为探讨优化后陀螺性能的稳定性，考虑驱动刚度非线性对带宽及灵敏度的影响，针对第一类双驱动双检测陀螺，讨论不同优化方案（带宽拓宽的不同程度）下的驱动刚度非线性对陀螺性能的影响规律。发现当驱动刚度非线性系数大于11310N/m时，往往会出现频率偏移、幅值跳跃和多稳态解等非线性特征，但非线性特征是否会对陀螺的输出产生影响则决定于带宽内有没有多稳态解区域。当带宽的拓宽程度小于17.91%时，陀螺的性能不受驱动刚度非线性的影响；当带宽的拓宽程度在17.91%以上时，驱动刚度非线性则会对陀螺产生影响，降低检测信号的稳定性。研究结果可为提高微机械陀螺性能的稳定性提供一定的理论指导。