利用离子聚合物人工肌肉（IPMC）固有的电致动性能,设计了圆盘形、S形、条形及扇形4种不同结构的致动膜,选择最优结构的驱动膜以驱动微泵。制备了一系列IPMC悬臂梁状致动器,利用激光位移传感器测出不同条件下致动器产生的位移。ANSYS软件下,利用位移推导出IPMC单元体的弯矩,以此计算衡量微泵的体积变化和最大工作压力。同时,分析了泵膜形状、半径、厚度、驱动电压对泵体积变化和工作压力的影响。结果表明：较之于其它3种泵膜,扇形泵膜的体积变化量最大;泵膜半径的增加有利于增大体积变化量;泵膜厚度的增加有利于增加工作压力;适当地增加驱动电压,可同时提高其工作压力和体积变化量。

采用微机电系统加工技术制作出一种结构新颖的微型电磁式振动能量采集器,它可以把周围环境中的振动能转换为电能。整个结构主要由圆形SmCo28永磁体、铜平面弹簧和双层线圈构成。采用UV-LIGA技术和电镀技术制作铜平面弹簧和双层线圈,并与永磁体一起组装成试验样机,其体积大约为200mm3。Ansys有限元仿真结果表明共振结构的一阶固有频率为129.3Hz。对组装好的电磁式振动能量采集器试验样机的初步测试表明：在加速度为3g（g=9.8m/s2）的外界输入冲击下,负载两端的交流电压峰峰值为32.5mV。

利用宏模型对MEMS系统进行系统级仿真是求解MEMS耦合问题的有效方法。对大规模系统方程通过矩阵子空间投影实现自由度缩聚来建立宏模型的方法得到了广泛应用。常用的Krylov子空间法只能对状态空间描述的一阶系统进行降阶处理。本文介绍了二阶Krylov子空间理论,运用Arnold i算法直接对大规模二阶系统进行自由度缩聚来生成宏模型。将此方法与有限元数值分析结合对电热驱动微夹钳进行了宏建模。对电热微夹钳宏模型的仿真结果表明此方法建立的宏模型可以准确反应系统的动态行为,满足精度要求,同时极大地降低了计算复杂度,提高了计算速度。

研制长寿稳定电源已经成为微型无线传感网络中的关键技术之一,现有的化学电池容量有限,需要不断的逐个更换耗尽的电池,难以满足无线传感网的实际应用。本文提出利用压电材料的机电耦合特性收集环境振动能,该类型微电源有望成为MEMS提供长期电能。首先分析了利用压电材料收集振动能的原理,对微型悬臂梁结构的设计进行了简单的分析,重点介绍了用MEMS工艺加工微型悬臂梁的工艺流程。悬臂梁结构采用体硅和面硅加工工艺相结合,体硅工艺包括湿法和干法刻蚀硅及表面层结构,金属Pt层刻蚀等,面硅工艺包括溅射金属薄膜和利用Sol-Gel方法在Si/SiO2/Ti/Pt衬底上制作锆钛酸铅（Pb（Zr0.52Ti0.48）O3,PZT）压电薄膜等。经过反复工艺实验研究,确定一套稳定的微型压电能源的制作工艺流程。

针对大位移压电陶瓷驱动器，研究了压电陶瓷双晶片的驱动效能。基于压电陶瓷材料的逆压电效应，应用压电陶瓷双晶片在机械自由、电学短路状态下，一片加正向电压缩短另一片加反向电压伸长共同作用产生弯曲变形，通过组合设计将压电陶瓷双晶片的弯曲变形位移叠加起来，实现了压电陶瓷驱动器的大位移输出。在相同电压的条件下，此压电陶瓷驱动器的输出位移量比叠层驱动器有较大的增加，达200μm，结构尺寸也大大减小。该驱动器不需要位移放大机构，可直接应用于有大位移要求的机构驱动。

提出了一种简易的基于SU8和PMMA的电泳芯片的制作方法,研究了PMMA基底上SU8胶微管道的光刻和薄膜微电极的lift-off制作工艺,探讨了PMMA材料特性对薄膜微电极和SU8胶光刻的影响,通过热压方法完成芯片的键合封装,实现了一种快速、高质量的电泳芯片制作工艺,同时与电泳芯片的UV-LIGA工艺具有很好的兼容性。

根据物体相对运动理论，采用能量法表述了建立硅微加速度计功能组件模型的一般方法，并以Verlog—A为模型编码语言实现了硅微加速度计参数化组件模型。利用这些参数化的功能组件模型，在Saber仿真平台上构建了电容式微加速度计系统级模型，并进行了仿真。频域仿真结果表明系统的谐振频率相对于有限元模态分析结果，计算精度相差在3％以内；时域仿真结果表明使用该系统级模型能够快速进行复杂机电耦合系统时域行为分析，输出电压仿真结果与实测值相差在7．5％以内。

微谐振器是微机电系统中应用最广泛的器件之一,由于加工工艺和环境潮湿等原因,在微间隙结构中常常会有液体存在,从而产生液体粘性阻力,对可动部件的运动、微器件性能的发挥产生影响。通过液体粘性阻力的分析,建立了上平板做简谐振动的微间隙液体粘性阻力模型,进行了理论计算及仿真分析。结果表明：液体粘性阻力随着平板振动的频率、最大振动速度、流体密度、流体动力粘度以及平板面积的增大而增大,而仿真分析得出的边界层厚度和流体对平板的剪切应力与理论值基本符合。