Dokładne monitorowanie przepływu powietrza ma kluczowe znaczenie dla optymalizacji pracy ogniw paliwowych z membraną wymiany protonowej (Proton Exchange Membrane Fuel Cells, PEMFC) w środowiskach dynamicznych. Istniejące techniki czujnikowe napotykają jednak istotne ograniczenia wynikające z zagrożeń bezpieczeństwa oraz ryzyka nieszczelności, co czyni bezpośredni pomiar niepraktycznym. Ponadto złożone interakcje pomiędzy parametrami systemu stanowią wyzwanie dla tradycyjnych metod obserwatorowych, gdyż niedopasowania parametrów często prowadzą do obniżenia dokładności estymacji. W celu przezwyciężenia tych trudności w niniejszej pracy zaproponowano nową metodę estymacji stanów, umożliwiającą odporną estymację przepływu tlenu w czasie rzeczywistym w zróżnicowanych warunkach pracy. Proponowana metoda wykorzystuje pierwiastkową wersję kubaturowego filtru Kalmana (square root cubature Kalman filter) do fuzji modelu predykcyjnego z ograniczonym zestawem sygnałów pomiarowych, co pozwala na precyzyjną estymację niemierzalnych stanów w kanale katodowym. W celu uwzględnienia niepewności modelu wprowadzono miarę opartą na odległości Mahalanobisa, służącą do oceny występowania niedopasowań parametrów, natomiast kaskadowy klasyfikator identyfikuje konkretne parametry mające istotny wpływ na jakość estymacji. Następnie aktywowany jest odpowiedni obserwator, połączony z mechanizmem rozszerzonym, w celu korekcji estymowanego przepływu tlenu z uwzględnieniem wpływu niedopasowanych parametrów. Dodatkowo zastosowano mechanizm wyzwalany zdarzeniowo (event-triggered), którego celem jest ograniczenie zbędnych obciążeń obliczeniowych. Wyniki symulacji pokazują, że zaproponowana metoda znacząco przewyższa tradycyjne techniki estymacji, poprawiając dokładność estymacji i redukując średni błąd bezwzględny estymacji przepływu tlenu o ponad 31 %, 70 % oraz 83 % w przypadkach niedopasowania trzech niepewnych parametrów, odpowiednio. Metoda ta stanowi istotny postęp w monitorowaniu niemierzalnych stanów systemu, wspierając dalszy rozwój i zastosowanie zaawansowanych technologii estymacji.