横向振动硅微谐振器被广泛应用在MEMS器件中，例如微传感器、微陀螺仪、微滤波器等。微谐振器的动力学特性与其性能的提高密切相关。由于微尺度中空气阻尼的非线性影响，使微谐振器的运动显现明显的非线性特征。因此，开展非线性动力学研究对MEMS微谐振器的性能提高具有重要意义。 本文设计以静电为驱动方式的横向振动微谐振器，着重进行动力学研究。综合微尺度效应、空气阻尼效应、静电场、振动模态的影响，建立微谐振器的非线性动力学研究模型，揭示微尺度下微谐振器的动力学特性，研究计入非线性空气阻尼特性的微谐振器的运动形态、谐振响应等性能参数变化。设计不同尺寸的面硅工艺微谐振器，开展对MEMS微谐振器的实验研究，研究微谐振器性能的测试方法。在非线性动力学模型的基础上，开展对MEMS微谐振器的结构进行优化设计及改进，探索其在微滤波器和音叉式微谐振器中的应用。 本文提出了非线性动力学流固耦合数值求解方法，利用FLUENT和 MATLAB对Navier-Stokes方程和非线性动力学方程进行求解。通过本文的实验以及将理论研究计算结果与国外实验数据比较，其结果非常吻合，证实了理论模型和研究方法的正确可靠。其中，与国外实验数据对比可得出，线性动力学与非线性动力学分析微谐振器的振动幅值(峰-峰值)和实验结果的差值分别为74.5％和6％，非线性动力学分析结果与实验结果更为吻合。 本文对微谐振器的两个具体应用实例进行研究，利用有限元分析软件ANSYS进行微滤波器和音叉式微谐振器的性能仿真分析。通过理论与仿真分析，得到了微滤波器和音叉式微谐振器各阶振动模态和谐振频率。并研究了微滤波器和音叉式微谐振器优化手段，对不同结构和几何参数的器件性能进行了比较，并提出了因参数变化引起的性能变化规律，为性能提高提供优化手段。