汽车动力学是研究汽车在行驶过程中所受力的相互作用以及汽车运动规律的学科。由于汽车包含大量惯性、弹性和阻尼元件，是一个复杂的非线性系统，而且在其行驶过程中，运动零部件众多，受力也很复杂，这给汽车动力学的理论研究带来了的困难。二十世纪七十年代开发型汽车驾驶模拟器的出现，将很难进行精确数学建模的驾驶员引入到动力学仿真研究中，构成人－车－路闭环系统。它利用先进的计算机技术对汽车的整个运行过程进行仿真，大大提高了仿真结果的可信度，从而使以汽车动力学仿真技术为核心的汽车虚拟仿真设计技术真正开始走向实用，成功地应用于汽车整车及零部件产品的开发。面向网格计算的汽车动力学实时仿真虚拟系统框架的研究与开发，主要是基于以下三个方面的考虑：面向结构的仿真建模方法和汽车动力学模型的细化和改进，对仿真系统的计算模式和计算能力提出了新的要求。除了进行计算机硬件的升级和仿真数值求解算法的改进外，还需要虚拟系统框架对跨平台跨地域并行分布式仿真的内在支持以适应这种要求。虚拟系统框架的设计和开发，可以通过专业分工，来有效地减轻汽车动力学专业研究人员的编程负担，从而大幅度降低仿真开发的难度。只有仿真开发变得容易，才能吸引大量不熟悉计算机仿真的汽车工程师们，主动地加入到仿真技术应用和开发的阵营里来，从而促进仿真技术的应用和推广。随着网络技术的进步，尤其是网格计算技术的飞速发展和成熟，基于网格的，具有高度分布性和灵活性的复杂仿真系统将逐步成为现实。虚拟系统框架的设计和开发，除了满足现实的汽车动力学实时仿真需要外，还可以引入网格的概念，面向网格计算构建未来的仿真平台。本文在明确虚拟系统框架开发意义的基础上，通过科学总结吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室多年汽车动力学实时仿真研究开发的经验和教训，对虚拟系统框架的概念、结构和运行机制进行了较为系统和全面的阐述，同时在win32平台下实现了其主要功能，并编制算例对其运行机制和效率进行了测试。具体来讲，本文的主要研究工作及成果如下： <WP=84>以先进的系统仿真理论为基础，借鉴汽车动态模拟国家重点实验室关于实时汽车动力学仿真的研究经验，对仿真模型实时数据交互机制进行抽象，定义了虚拟系统框架的概念、功能和结构，同时也定义了虚拟系统框架的总体运行机制。按照我们的定义，虚拟系统框架Virtual System Framework，是在Internet/Intranet上满足实时应用需要的系统集成平台，支持分布式异构系统之间的数据实时传送和基于字符串的远程过程调用。从整体逻辑功能上看，VSF可以分为两大部分：提供服务的服务端，主要包括仿真节点（由VSF Server和用户模型DLL组成）和Web Server两大部分。使用服务的客户端，包括：基于Web的客户和基于Console的Cmd Shell。面向网格计算，初步探索XML技术在模型描述和客户实验动态配置中的应用。并给出了三种基于XML的与虚拟系统框架初始化或运行相关的文档——用户模型描述、仿真主机描述和客户实验配置描述——的文档类型定义。定义虚拟系统框架各个逻辑功能模块的运行机制和流程，综合运用Windows动态链接库、Windows套接字和Windows多线程等Windows程序开发技术，在Win32平台下实现之。对虚拟系统框架进行集成，并设计不同的算例对其运行机制和运行效率进行测试。测试结果表明：虚拟系统框架的运行模式完全可行，其数据传输实时可靠，对控制命令和状态通知反应及时，完全达到设计要求。虚拟系统框架的创新点及其主要价值体现在以下几个方面：虚拟系统框架对仿真模型实时数据交互机制进行了抽象，同时制定了用户模型开发规范。任何采用类似数据交互机制而且符合开发规范的用户模型，都能被纳入到虚拟系统框架内来运行。这不但大大简化了模型开发者的编程工作，而且为虚拟系统框架将应用领域从汽车动力学实时仿真向其它相关领域的扩展奠定了基础。虚拟系统框架能够在异构系统之间，实现实时数据传输和基于字符串的远程过程调用。虚拟系统框架不但提供了相应的数据封装和解析机制，而且针对不同系统平台（目前主要为Windows和Linux两种）分别实现和优化。<WP=85>这就为面向网格计算，建立完善的跨平台实时仿真应用提供了有益的参考。虚拟系统框架除了支持基于单机和局域网运行之外，还支持基本的Internet的运行模式。基于网络事件IO模型的异步socket封装，以及对Web和XML技术在虚拟系统框架中应用的初步探索，为建立完善的跨地域远程实时仿真应用，从而推动仿真应用和推广，奠定了基础。虚拟系统框架实现了基于字符串形式的远程过程调用。按照约定的规则，客户可以以字符串的形式向任何一个挂接在虚拟系统框架下的用户模型发送控制命令。该控制命令能够在虚拟系统框架中得到实时解析和处理，处理结果也能够被及时反馈给客户。这种机制极大地增加了虚拟系统框架的应用灵活性和可扩展性。虚拟系统框架能够按照客户的预订，代替用户模型向指定客户发送状态通知。通过设置状态通知回调接口，用户模型可以一种标准而简便的方式向外发布信息，这大大简化了模型开发者的工作量，对仿?