硅微机械陀螺仪自问世以来以其小体积、低成本、高可靠性等优势受到高度关注。微机械振动式陀螺仪是基于哥氏效应,通过检测由哥氏加速度产生的质量块振动,间接测量出载体的旋转角速度。为保证陀螺仪的测量精度,需对其驱动模态的振幅进行精确的稳定化控制。本课题针对陀螺仪驱动模态的闭环控制问题,研究基于滑模控制算法的陀螺数字化闭环控制系统,对提高陀螺仪的性能有着重要意义。论文的主要工作内容如下:(1)综述微机械陀螺仪控制方法的国内外研究现状,分析各类控制方法的优缺点,阐述滑模控制法的优势及其发展历程,确定了论文的主要内容。(2)研究了硅微机械陀螺仪的工作原理及其数学模型,依据陀螺闭环控制需求完成了滑模面和趋近律的设计,建立了微机械陀螺滑模控制的理论模型,优化了模型参数。(3)研究了微陀螺滑模控制系统的系统级仿真。建立了Simulink仿真模型,对系统的收敛速率、跟踪误差、滑模面的抖动以及系统抗干扰能力等进行了仿真分析。验证了控制器的有效性以及系统对瞬时和持续的脉冲干扰、白噪声干扰、环路增益变化等不同噪声干扰的抑制能力。(4)研究了滑模控制器的逻辑设计与实现方法。提出了基于实时频率控制字调节的频率跟踪算法、基于实时相位控制字调节的相位同步算法和实时偏置跟踪的新型积分算法。设计了参考信号、频率跟踪、相位同步、积分环节、控制器等模块,通过Modelsim仿真验证了各模块功能及控制系统的可行性。(5)搭建实验测试平台,对各个模块功能和整个控制系统进行测试。闭环系统实验结果证明本文设计的滑模控制器能实现陀螺仪驱动模态的闭环控制。