держал постоянные обороты независимо от нагрузки на валу .

1) тахогенератор .

Плохая идея. Тебе надо мерить частоту, а не напряжение.

2) датчик холла ..и диск с прорезями . на валу основного мотора ..диск есть ..можно и оптику ..от старой "Мыши" ..

Это мне уже больше нравится.

3) с шунта снимать сигнал пропорциональный току через мотор ..он связан с оборотами .

Не, не связан... У тебя же нагрузка может меняться...

4. Когда на Мотор не подается напряжение, он работает в режиме генератора...Синус там.... А у тебя PMW. Собери полосовой фильтр, которые только их пропускать и будет. И микроконтроллер в режим измерения частоты.

Тут есть решение на 2 микросхемы и буквально 5 резисторов: https://www.mikrocontroller.net/topic/370390?goto=4181132#...

В продвинутой версии он просто отключает 3-5 раз в секунду питание мотора, производит замеры и включает все снова... Это может и слышно на низких оборотах , но на результат сильно не влияет. Главное, что не гудит. В результате не надо париться с оптимизацией АЦП (медленный) при работе на высоких оборотах.