Здорово бы посмотреть графики Ваших кривых (PV,SP,OUT) + знать коэффициенты.
Клапана подобраны верно?
Перерегулирование должно быть, но небольшим, этого возможно добиться коэффициентами.
"Метод тыка" - хорошая тема, сможете описать методологию?
ПИД опрашивается с какой частотой?