похоже что тебе нужен более высокий уровень регулятора. модельный.
тут кто-то выше уже давал наводку на варианты. ПИД-регулятор годится для большого класса задач где не требуется чрезмерно высокой скорости реакции
либо ты не можешь формализовать и поделить свой процесс на простые регулируемые стадии.
но так-то любой самый сложный процесс в конечном итоге сводится именно к этому - к цепочке простых связанных процессов. иногда параллельных.