硅微机械陀螺仪作为一种用于测量旋转速度或旋转角的MEMS惯性传感器,凭借其体积小、重量轻、成本低、可批量生产以及易于实现数字化和智能化等优点,在军事和民用领域得到广泛关注。本文针对课题组自主研制的双质量线振动硅微机械陀螺仪为研究对象,在开环检测的基础上,基于FPGA数字化平台,开展正交误差校正、力反馈闭环检测技术研究。主要研究内容如下:(1)分析硅微陀螺仪工作原理,对动力学方程以及运动规律进行推导。阐述了课题组自主研制的双质量线振动硅微机械陀螺仪基本结构,并据此结构设计了数字化测控系统整体方案,为各个模块的具体实现明确了方向。(2)分析了正交误差的产生原因及危害,根据陀螺仪结构中检测力反馈梳齿和正交校正梳齿,分别设计了正交力和正交刚度校正方案。根据两种方案,分别构建了正交误差闭环校正模型,并在Matlab/Simulink中进行了仿真,验证了方案的可行性;两种方案实验测试结果表明:相比于无校正状态下的开环检测,两种正交校正方案都能够减小陀螺零偏,改善陀螺漂移;对比两种方案的校正效果,正交刚度校正优于正交力校正。(3)研究了硅微陀螺仪开环检测的工作原理,建立了硅微陀螺开环检测模型,对开环检测系统性能指标进行了推导和分析。在此基础上,利用陀螺结构中的检测力反馈梳齿,构建了基于力反馈的闭环检测模型,设计了闭环校正器。在Matlab/Simulink中对闭环检测系统进行了仿真,仿真结果表明闭环检测系统能够有效平衡哥氏力,同时,闭环校正器有效拓展了系统工作带宽。实验测试结果验证了基于力反馈的闭环检测系统对陀螺性能的提升。(4)根据硅微陀螺数字测控系统各个环节的分析和仿真结果,以FPGA为数字平台实现了测控系统中的关键算法。制作了实验样机,参照国产微机械陀螺仪测试细则,对硅微陀螺仪实验样机进行了性能测试。测试结果表明,相比于开环检测方案,采用正交刚度校正、力反馈闭环检测技术,硅微陀螺仪整体性能得到较为明显的改善。