Посмотрите как работает "железный" ПИД с 3-х поз.выходом (Р-25, РС-29 - классика жанра, аналоговые, или "цифровой" Минитерм-300, 400 и т.д) и вам все станет ясно. ШИМ это не просто поток импульсов или вкл/выкл. Меняется длина, пауза между импульсами. Тот же РС-29 с 10-секундным МЭО с легкостью воспроизведет все эти ваши графики. Например на ТЭЦ самое ходовое решение - ПИД+МЭО и ни каких позиционеров