Se presenta un observador de modo deslizante, que se demuestra rigurosamente que logra la estimación del estado en tiempo finito de un sistema de péndulo invertido de carro subactuado (es decir, de entrada única y múltiples salidas) en presencia de incertidumbre paramétrica. Una característica destacada del diseño del observador de modo deslizante propuesto es que se proporciona un análisis riguroso, que prueba la estimación en tiempo finito del estado completo del sistema en presencia de incertidumbre paramétrica multiplicativa en la entrada. El rendimiento del diseño del observador propuesto se demuestra a través de estudios de caso numéricos utilizando sistemas de control en lazo cerrado basados tanto en control de modo deslizante (SMC) como en regulador cuadrático lineal (LQR). La principal contribución presentada aquí es el análisis riguroso del estimador de estado en tiempo finito bajo incertidumbre paramétrica multiplicativa en la entrada, además de un estudio numérico comparativo que cuantifica la mejora en el rendimiento que se logra al incorporar formalmente el compensador propuesto para la incertidumbre paramétrica multiplicativa en la entrada en el observador. En resumen, nuestros resultados muestran mejoras en el rendimiento cuando se aplican a sistemas de control basados en SMC y LQR, con resultados que incluyen una reducción en el error cuadrático medio de hasta el 39% en el control de regulación translacional y una reducción de hasta el 29% en el control angular del péndulo.