wenn es allerdings tatsächlich über normale H-Brücken geregelte Motoren sind (L293 o. L298 o.ä.) , wäre es vielleicht auch ein Tipp, die PID_v1 lib der Arduinos zu verwenden. Es gibt dafür sogar ein eigene Autotuning-Zusatzlib.
http://playground.arduino.cc/Code/PIDLibrary
http://playground.arduino.cc/Code/PIDLibaryBasicExample