大型滑行类游乐设备具有其独特的惊险性和趣味性，在各大游乐场中纷纷成为众人追捧对象。然而随着人类对刺激性的增强，大型滑行类游乐设备的速度与加速度逐渐增大，运行工况越来越复杂，对其安全性能的要求也有相应的提高。采用虚拟样机技术和图形学等方法，设计者可以对过山车的功能、性能等各方面存在的问题进行模拟和评估，从而改善过山车运动特性，缩短开发周期，降低生产成本。 轨道作为过山车运行的轨迹路线，其建模的方法以及精度，对过山车虚拟仿真的结果有着重要的影响。设计者首先根据客户需求得出路轨基准曲线，然后借助欧拉角方法，通过空间坐标转换求得左右两条轨道的关键点坐标，最后进行三次样条曲线拟合快速完成轨道建模。但使用欧拉角描述过山车立环时，用欧拉角无法正确描述其姿态。
借助四元数样条插值理论，能够解决欧拉角的万向锁问题，从而修正立环处的轨道形式。 为了方便工程技术人员更好地应用轨道建模算法，并且能通过简单的界面操作完成轨道的建模与调整，运用MATLAB和VB的混合编程以及应用AutoCAD的二次开发工具VBA，设计开发一款过山车轨道建模软件。其中还增添了轨道调整功能，其包括轨枕截面横倾角、轨道间距和基准曲线的调整。对轨道的局部调整，可以改善过山车的运行情况，并可以实现轨道建模的反馈式调整。 本文以国内某公司设计的垂直过山车为例，对滑行类游乐设备的动力学特性进行分析。借助Solidworks三维建模软件，对垂直过山车车体进行三维模型，导入到ADAMS中，并且对过山车的车轮聚氨酯材料进行实验分析，获取其相应刚度阻尼值，添加适当的约束和载荷，按照过山车的实际运行工况进行动态仿真，得到速度、加速度和约束反力等相关数据曲线。 建立垂直过山车悬架系统数学模型，运用MATLAB/Simulink求解加速度，并且与垂直过山车动力学模型的仿真数据相比较，验证了本文论述的建模和仿真方法是可行的。借助垂直过山车虚拟样机得到的相关数据曲线，可以针对工况复杂地方进行静力学强度分析等研究，提高其安全性能。垂直过山车其仿真分析方法具有较强的推广性，可以为其他滑行类游乐设备的设计提供参照。