En este artículo, se diseña un controlador de retroalimentación en doble lazo cerrado para el seguimiento de trayectorias en 3D de un robot esférico anfibio inspirado en tortugas que enfrenta problemas que incluyen incertidumbres del modelo, perturbaciones ambientales y velocidad no medida. El esquema de controlador propuesto aborda tres desafíos principales: la explosión de diferenciación del método de retroalimentación tradicional, la velocidad no medida y la consideración de perturbaciones agrupadas. Comenzando con un controlador de retroalimentación en lazo externo, se construye una variable de retroalimentación virtual para simplificar el diseño del controlador de retroalimentación. Mientras tanto, para evitar el problema de la explosión de diferenciación, se utilizan diferenciadores de seguimiento (TDs) para estimar la diferenciación de la velocidad deseada en un controlador de retroalimentación en lazo interno. Además, existen algunas perturbaciones de incertidumbre en la tarea de seguimiento de la trayectoria de un robot esférico anfibio inspirado en tortugas (TASR), como los parámetros del modelo hidrodinámico y las perturbaciones ambientales. Se diseña un observador de estado extendido lineal (LESO) para estimar y compensar las perturbaciones agrupadas. Además, dado que los estados de velocidad del TASR no se miden, el LESO también se utiliza para estimar los estados de velocidad en los grados de avance, guiñada y heave. Por lo tanto, el TASR solo necesita proporcionar su información de posición y orientación para la tarea de seguimiento de trayectorias. Cabe destacar que este artículo detalla tanto el proceso de diseño del controlador propuesto como un análisis teórico riguroso. Además, se realizan simulaciones numéricas y los resultados demuestran la viabilidad y superioridad del método propuesto.