本发明公开了一种级联滑模观测器及其粘着系数和导数的估计方法，所述级联滑模观测器包括：负载转矩观测器和负载转矩导数观测器；首先建立重载机车运行过程中的动力学模型，根据电机转矩平衡方程建立粘着控制系统状态方程，提出由负载转矩估算粘着系数方案；然后，设计了级联滑模观测器，并借助Lyapunov稳定性理论证明其稳定性；再利用滑模变结构等值控制原理，建立了估计粘着系数及其导数算法。本发明避免了对信号进行直接微分计算；根据滑模变结构等值原理对负载转矩导数进行估算，并给出了抑制滑模观测器抖振的方法；算法简单，易于实现；通过仿真和实验，观测值与实际值吻合，验证了该算法的有效性。