تخمین پارامترهای یک سیستم‌ یا سیگنال یکی از مسائل کلاسیک تئوری کنترل است که به شکل¬های گوناگونی در زمینه‌های متفاوت از علوم کاربردی ظاهر می‌شود. برای تخمین پارامترهای نامعلوم یک سیستم، می‌توان از مشاهده‌گرهای حالت استفاده نمود. برای تخمین پارامترهای یک سیگنال می‌توان یک مدل برای این سیگنال ارائه نمود و سپس از مشاهده‌گرهای حالت برای تخمین پارامترهای مدل استفاده کرد. از مهمترین مسائل تخمین پارامترهای یک سیگنال، تخمین فرکانس سیگنال‌های سینوسی است که در بسیاری از شاخه¬های مهندسی کاربرد دارد. در کاربردهای عملی به دلیل ورود سنسورها به ناحیه کار غیرخطی خود، سیگنال‌های سینوسی تغییر شکل می‌دهند که می‌توان این تغییر شکل را به صورت اشباع در نظر گرفت. الگوریتم‌های رایج تخمین فرکانس، مانند فیلتر شکافدار وفقی، در مقابل سیگنال¬های تناوبی و نه لزوماً سینوسی خالص، مانند سینوسی اشباع‌شده، نتایج رضایت بخشی فراهم نمی¬سازند. در این پایان¬نامه مساله تخمین فرکانس¬ سیگنال¬های سینوسی اشباع¬شده مورد بررسی قرار می¬گیرد. برای این منظور با توجه به اینکه سیگنال سینوسی اشباع‌شده دارای دو دینامیک زمانی مختلف است، از قابلیت¬های مدل¬سازی سیستم¬های هیبرید می¬توان استفاده نمود. ابتدا یک مدل هیبرید برای سیگنال سینوسی اشباع¬شده پیشنهاد می¬شود که فرکانس سیگنال در این مدل هیبرید به صورت یک حالت ظاهر می¬شود. سپس یک مشاهده¬گر هیبرید برای تخمین حالت مدل هیبرید سیگنال سینوسی اشباع¬شده پیشنهاد می-شود که منجر به تخمین بدون بایاس و واریانس این سیگنال می¬گردد. در طراحی این مشاهده¬گر هیبرید از تعمیم مشاهده¬گر غیرخطی مبتنی بر خمینه نامتغیر برای تخمین حالت¬ سیستم¬¬های هیبرید با دو مود کاری استفاده می¬شود. مشاهده¬گر پیشنهادی نسبت به سایر روش¬ها دارای تعداد کم¬تری متغیر حالت بوده و نسبت به تغییر سطح اشباع سیگنال مقاوم است. همچنین این مشاهده¬گر دارای ساختار ساده¬ای می¬باشد. شبیه¬سازی¬های مختلف عملکرد مطلوب مشاهده¬گر در شرایط مختلف را نشان می¬دهند. همچنین در این پایان¬نامه، ایده ترکیب مفاهیم هیبرید و فیلتر شکافدار وفقی پی¬گیری می¬شود که منجر به معرفی فیلتر شکافدار وفقی هیبرید می¬گردد. این فیلتر نیز با در نظر گرفتن رفتار دوگانه سیگنال سینوسی اشباع¬شده به صورت یک سیستم هیبرید طراحی می¬شود. شبیه¬سازی¬های کامپیوتری نشان می¬دهد که فیلتر شکافدار وفقی هیبرید پیشنهادی، تخمین دقیقی از فرکانس یک سیگنال سینوسی اشباع¬شده فراهم می¬سازد. کلمات کلیدی: تخمین فرکانس؛ سیگنال سینوسی اشباع¬شده؛ مشاهده¬¬گر هیبرید؛ فیلتر شکافدار وفقی؛ سیستم¬های هیبرید