Linearität ist für PID-Regler keine notwendige Bedingung: du veränderst pwm je nach den PID-Regel-Werten, vergleichst die Änderung des Gyrowinkels zum Gyro-Zielwert, und je nach Schnelligkeit der Änderung gibst du noch mehr oder wieder weniger pwm. Dazu braucht man auch keine Encoder, denn die Zielgröße ist ja der Gyrowert, nicht die Encoder.