Исследованы на основе вейвлетов алгоритмы оценивания нестационарных процессов с фрактальной структурой, имеющих локальные неоднородности и нарушения. Предложено решение нелинейной задачи оценивания с минимизацией среднеквадратического критерия на основе синтетических алгоритмов, в том числе и вейвлетов, как в рамках байесовского подхода с использованием обучающего множества в режиме off-line, так и в рамках метода наименьших квадратов при отсутствии обучающего множества и при наличии уравнения измерений в режиме реального времени on-line. Проведено исследование и сравнение вейвлет-алгоритмов и алгоритмов калмановского типа для оценивания нестационарных процессов с фрактальной структурой, имеющих неоднородности и нарушения.