Scheint mir ein wenig zu viel Aufwand für den geringen Funktionsumfang -

Eigentlich machst Du nichts anderes als einen manuellen Modus hinzu zu fügen.

Warum im Automatikbetrieb, so wie Du ihn dir vorstellst, nicht einfach das Signal vom Mainboard 1 zu 1 auf die Lüfter schalten?

Zum LM317
Hier die Ansteuerung nicht mit einer stufenlos verstellbaren Spannung vornehmen sondern zB. mit einem ULN2803 verschiedene Widerstände (Spannungen) schalten. So hast Du zwar keine stufenlose Verstellung der Drehzahl aber ein paar feste Drehzahlstufen reichen ja auch.
Für die Maximaldrehzahl einfach den LM317 umgehen (Vollastmodus) und die 12V direckt auf den Lüfter.

Ansonsten - Tiefpass mit nachgeschaltetem OP und Leistungstransitor.

Edit
war zu langsam -
Mist - nicht trödeln sondern zügig schreiben -