MEMS（Micro-Electro-Mechanical System,微机电系统）惯性传感器具有体积小、重量轻等优点在航空航天、国防安全等领域具有广泛的应用。然而经过长期存储和远距离运输后的MEMS惯性传感器呈现出零位和标度因数漂移的可靠性问题,极大地限制其在高精度测量领域的应用。为保证MEMS惯性传感器的测量可靠性,要求器件在投入使用前进行重新标定以实现惯性量的准确测量。因此,设计能够提供惯性量参考平台成为器件即时标定的必然需求。离心机等设备作为惯性传感器的标定平台,安装复杂,设备庞大,不适合现场即时标定。因此需要设计一种能够同时提供加速度与角速度参考信号且易于安装与移动的标定平台来实现MEMS惯性传感器的现场即时标定。论文以具备平动和转动能力的MEMS压电振动台为研究对象。完成结构设计、驱动方法研究、振动误差分析、制作与实验等工作。实现平台三自由度振动的惯性参考信号输出,为未来MEMS惯性传感器现场快速标定平台推广打下坚实的理论与硬件基础。论文主要内容如下:1.完成MEMS压电振动台的结构设计工作,MEMS压电振动台由正方形中心平台和四个L形压电折叠梁组成。推导L形压电折叠梁刚度,以及MEMS压电振动台平动和转动的刚度公式。研究L形压电折叠梁多电极驱动方法,建立矩阵形式的压电折叠梁机电模型,通过矩阵运算描述压电折叠梁多部分与整体之间关系。据此分析L形压电折叠梁多电极驱动方法,研究MEMS压电振动台多电极驱动方法,并给出MEMS压电振动台最优驱动方案。2.分析MEMS压电振动台离轴误差产生原因,指出支撑MEMS压电振动台的四个L形压电折叠梁的刚度失配是造成振动台离轴误差的主要原因之一。根据L形压电折叠梁的机电耦合模型,研究压电折叠梁的结构参数与振动台离轴误差之间的相关性。提出改进L形压电折叠梁结构参数降低振动台离轴误差方法,结果表明振动台相对离轴误差由5.9%降低至0.6%。3.研究残余应力对MEMS压电振动台平动性能的影响,按照先建立残余应力的简化模型,再研究残余应力与压电折叠梁变形之间的关系,最后分析压电折叠梁变形对振动台的性能影响的研究思路。分析残余应力对MEMS压电振动台的性能影响,结论指出残余应力在压电折叠梁厚度方向上的应力梯度是导致压电梁翘曲并引起振动台存在初始位移的原因。而存在初始位移的MEMS压电振动台存在平动振动波形失真的现象。4.分析迟滞误差对MEMS压电振动台的性能影响,根据压电振动台的特点采取前馈和反馈相结合的迟滞补偿方法。该方法根据实验数据建立基于多项式拟合的迟滞模型,通过该模型搭建前馈控制器。其中前馈迟滞补偿方法常存在过度补偿的风险,鉴于此在前馈控制器中增加限制过度补偿功能来提高前馈控制器的可靠性。论文结合理论分析和实验验证完成MEMS压电振动台的结构设计、驱动方法研究、振动台的误差分析等工作,实现了MEMS压电振动台三自由度振动。主要贡献是建立了压电折叠梁矩阵形式的机电模型,给出压电振动台最优驱动方案。提出一种改进L形压电折叠梁结构参数降低振动台离轴误差方法。此外还了分析压电迟滞效应、残余应力对MEMS压电振动台的性能的影响。为未来MEMS惯性传感器现场即时标定打下坚实的基础。