Na grande maioria das vezes a percepção que se tem é que as coisas têm de ser feitas ao mesmo tempo quando na realidade isso não é bem assim.
Existem exemplos de controlo PID que são temporizados com o millis e funcionam perfeitamente bem. Aliás, é possível compensar o tempo de ciclo irregular no controlo PID (acredito que uma das bibliotecas para o Arduino faz isso). Existe também a possibilidade de criar uma interrupção com o timer e dentro da interrupção correr o código PID. Embora nesta situação é bom que o PID use inteiros e não floating points.
Daí que cada caso é um caso e só analizando se pode perceber qual o efeito que um atraso no PID ou algo do género terá no controlo.
Mortis, usar delay() é pecado. 