蝶翼式硅微陀螺是一种成本低、体积小、功耗低、可批量制造的微机械陀螺,随着它综合性能的逐步提升,其国防军事应用价值越来越大。非理想情况下,蝶翼式硅微陀螺系统是一个双输入双输出、驱动与检测模态耦合的系统,为了进一步提高陀螺的综合性能,消除模态间的耦合误差,论文着重研究了陀螺检测模态力平衡控制设计方案,并在此基础上设计了陀螺数字化测控系统,最后进行了仿真与实验测试,验证了检测力平衡控制方案。主要研究内容如下:1.根据蝶翼式硅微陀螺模态耦合特性的动力学模型,建立了双输入双输出、模态耦合的陀螺系统,提出了基于检测力平衡控制的模态解耦方法,并给出了检测力平衡控制目标。2.根据检测力平衡控制的目标,设计了基于正交锁相放大解调的哥氏力控制环和正交耦合误差力控制环的力平衡控制方案,然后提出了基于ITAE性能指标的PID控制器设计方法,最后构建Simulink仿真模型分析了检测力平衡控制的性能。3.基于蝶翼式硅微陀螺双频载波调制解调的信号处理方案和检测力平衡控制方案,设计了陀螺数字化测控系统,并重点阐述了陀螺数字化测控系统的总体结构设计以及陀螺数字信号处理设计。4.搭建蝶翼式硅微陀螺数字化测控系统的测试平台,对陀螺的测控系统进行了基础性能测试,以及陀螺检测开环控制和力平衡控制的总体性能对比测试。实验结果表明,采用力平衡控制方案能够增大陀螺的刻度因数,有利于提高角速度的检测分辨率。