在深空探测领域,由于航天器本身能携带的燃料资源有限,为了实现长期飞行任务,电动太阳风帆作为一种新兴的无推进剂消耗的推进方式的航天器得到广泛关注。电动太阳风帆主要依靠太阳风带电粒子进行推进,而通过改变缆线电压实现轨道和姿态控制。本文研究了电动太阳风帆的模型降阶问题,以达到便于控制设计的目的。本文在采用参考节点坐标方法建立电动帆模型的基础上,进一步通过非线性浮动坐标系方法对电动帆模型进行了降阶处理。非线性浮动坐标系方法的基本思想是将节点坐标采用模态坐标来表示。本文根据电动帆模型的模态形状选取了其中的主要模态,构造模态变换矩阵,将高阶模型投影到低阶模型中,从而实现模型降阶。本文研究结果表明,在采用浮动坐标系方法进行模型降阶之后,在保证计算精度的前提下,计算效率相对于参考节点坐标方法有很大的提升。另一方面,由于以上两种方法建立的电动帆模型在数学模型上都是微分-代数方程的形式,在控制设计上则要求以常微分形式来建立数学模型。为此,本文研究了将微分-代数方程转化为常微分方程的方法。其主要思路是采用广义坐标分块的思想,构造转化矩阵消除动力学方程中的约束项,从而实现模型进一步简化。本文研究结果表明,将模型简化为常微分形式后,模型计算精度基本保持不变,计算效率有进一步的提升。模型降阶方法对于具有庞大自由度的系统十分有利,能将几万甚至几十万个自由度的系统降阶到几百或者几十个自由度,在保证计算精度的前提下,计算效率上有很大的提升,这对于下一步进行控制设计以及实施控制有着十分重要的应用意义。