Mira no es complicado, como han dicho anteriormente lo que necesitas es una ecuacion que describa tu sistema en este caso el motor, para obtener dicha ecuacion lo mas adecuado es que hicieras una identificacion del sistema, es decir, que con una tarjeta de adquisicion de datos vas a registrar la salida que da tu motor ante diferentes entradas, de esta manera vas a obtener una base de datos con la cual puedes utilizar varios metodos (curva de reaccion, minimos cuadrados, minimos cuadrados recursivos, etc. Te aconsejo que uses Matlab el cual te brinda muchas posibilidades) para obtener la funcion de transferencia del sistema y ya con esta diseñas el controlador por cualquier metodo