На неисправном автомобиле ездить не рекомендуется.
У вас система просто неисправна, а вы пытаетесь автоматизировать бардак. Получится автоматический бардак.
То, что вы описываете, может возникнуть только при неправильной установке привода на клапан или неправильной установке концевиков. ПИД здесь не при чём.
0-100 % выхода ПИДа обозначают скорость и направление действия привода, а не положение. 50 % - привод стоит. 0% - привод закрывается с максимальной скоростью, 100% - привод открывается с максимальной скоростью. Упереться привод может только в концевик по достижении конечного положения. Если при этом результат не достигнут - неправильно подобрано оборудование, например, слишком медленный привод, или недостаточная пропускная способность клапана. Никакими алгоритмами это не преодолеть.