Se presenta un observador pasivo no lineal (NPO) para estimar el vector de velocidad variable en el tiempo de un escenario de control de movimiento de alta precisión en múltiples ejes. La estrategia de estimación no lineal propuesta se desarrolla a partir de un análisis de estabilidad de Lyapunov, que demuestra que el NPO es estable. Se utilizan tres casos de prueba para investigar el rendimiento del observador propuesto. Se presentan resultados experimentales para demostrar el rendimiento del NPO propuesto en la estimación precisa de la velocidad variable en el tiempo durante la alineación, el movimiento recíproco y el movimiento en múltiples ejes en aplicaciones de control de movimiento de alta precisión.