车辆在软湿地面的通过性及所需能耗一直是运输领域亟待解决的难题之一。常规车辆在软湿地面上行驶时,存在行驶机构下陷,阻力大,滑移严重甚至无法工作等问题;普通气垫船因其能耗过大,操纵性差而无法推广。前期的研究结果表明半履带行走机构结合气垫技术可有效提高车辆在软湿地面的通过性,且行走机构载荷与车身的垫升载荷分配比例对其动力性能及能量消耗影响显著。本文以国家自然科学基金项目“软地面半履带气垫车载荷匹配及行驶姿态的控制研究”(项目号:50675135)为研究背景,主要研究了半履带气垫车的能耗最小化及其控制。本文根据气垫车特殊的功能要求,设计了独特的整体结构,建立了完整的气垫车力学模型和能耗模型,针对气垫车在不同地面条件下,行走机构与气垫系统之间承载比例变化引起对车辆能耗的影响进行深入分析,经过理论推导证明了存在最佳的转速和履带滑转率使整车的能量消耗最低,并应用模糊控制理论,设计了半履带气垫车模糊PID控制器,通过MATLAB/Simulink软件仿真,理论上验证了控制器的有效性。本文的研究为气垫车辆的能耗控制提供了一种可行的方案,同时也为其它新型特种车辆的设计开发提供了一种可借鉴的方法。