Ну, судя по скорости нагрева, это достаточно быстродействующий нагреватель (вероятно и впрямь ТВЧ), поэтому может оказаться достаточно просто отрицательной обратной связи по температуре.
То есть можно попробовать начать с П-регулятора и "покрутить" его коэффициент передачи экспериментально. Если динамические свойства окажутся неудовлетворительными, а именно -большое перерегулирование, тогда придется вводить динамическую коррекциию. Переходить к ПИ, или ПИД-регулятору. Посмотрите в яндксе метод Циглера(Зиглера)-Никольса, это упрощенный эксперементальный метод настройки ПИД-регулятора.