微机电系统（MEMS）是一个多学科技术交叉的新兴领域，在航空、航天、军事等领域有着广泛应用。MEMS学科发展迅速，与其相对应的设计方法与技术却没有同步地发展起来。传统的在单一能量域内进行建模与仿真的方法已不能满足MEMS设计的要求，迫切需要对包括机械结构、电子线路等多能量域的系统从整体（系统级）上进行设计分析。 本文针对上述问题，采用多端口组件网络建模思想，建立了由标准硬件语言VHDL-AMS编码的MEMS三维组件库，用于MEMS系统级的建模与仿真中。 研究了MEMS组件的结构力学行为。针对惯性MEMS器件的建模，采用拉格朗日方程、结构矩阵分析理论和刚体相对运动理论在三维空间内建立了梁、质量块、锚点的行为模型。 研究了静电-结构耦合行为特性。在MEMS系统中，静电-结构耦合组件被广泛应用于微致动器和微传感器中，是MEMS组件库中必不可少的部分。这里从能量守恒原理出发，深入研究和分析了微尺度条件下导电结构间的电容行为特性，建立了平板式可变电容器与梳状可变电容器的行为模型。 在上述工作的基础上，建立了由VHDL-AMS硬件语言编码的MEMS三维组件库，包括梁、质量块、锚点、平板式可变电容器、梳状可变电容器。给出了三维组件库中所有单元的仿真，并采用有限元分析方法对所建组件模型进行了精确性验证，误差均在5%以内。仿真结果表明所建模型能够精确地描述相应功能结构组件的行为特性。 由上述建立的MEMS三维组件库，对硅微引信固态安全系统中谐振器和发射保险MEMS器件与X轴加速度计进行了建模与仿真。将仿真结果与有限元分析结果进行了对比，误差在5%以内。仿真结果表明所建的VHDL-AMS的模型能够精确的描述MEMS的系统动态行为特性。 仿真分析和实际加工均表明所建立VHDL-AMS的三维组件库满足MEMS系统级快速仿真、跨平台设计的要求。