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微机电系统的建模和仿真是MEMS研究的一个重要方向，而MEMS器件通常都涉及多个能量域之间的耦合，对于包含有传感器、执行器及控制单元的复杂的MEMS系统，对单个元件进行静态分析已不能满足要求，必须要对整个系统进行系统级的模拟分析，而要进行系统级分析的关键是要建立MEMS器件的宏模型。宏模型的建立方法较多，本文主要讨论比较了几种目前比较常用的微系统的宏模型建模和仿真方法，包括集总参数法、等效电路法、硬件描述语言宏模型以及节点分析法等，并在此基础上对通过集总参数法和等效电路法的联合使用来建立MEMS器件的宏模型进行了研究，并用这种方法建立了静电驱动的微悬臂梁和微镜的器件级宏模型，同时对悬臂梁在静电作用下的静态位移特性进行了分析，这两种结构是MEMS器件中比较常见的基本结构，研究它们在静电作用下的运动规律对MEMS本理论的发展及器件的设计、优化都具有重要的意义。
另外本文还对系统级宏模型的建模方法进行了一定的分析研究，在对静电驱动的硅微谐振器的工作机理的研究基础上建立了硅微机械谐振器的系统级宏模型，并对之进行了一定的分析验证。
由于MEMS器件复杂多样，所以必须借助计算机技术来进行辅助设计与分析，因此在论文的最后通过使用有限元软件ANSYS和MEMS的专门设计与分析软件MEMS Pro来进行MEMS器件的计算机辅助设计与仿真研究。在前面对硅微谐振器工作机理的分析及其所建立的宏模型的基础上，通过使用计算机辅助设计和分析技术进行了硅微机械谐振器的参数设计、版图设计、工艺模拟、三维图的生成以及电学和机械性能分析等，从所采用的一系列设计参数而得出的分析结果来看，这些参数的选择对最后器件的加工制造是有一定的参考意义的。