Układ regulacji z modelem (lub układ regulacji z modelem obiektu, ang. model-reference control system) – w teorii sterowania to układ, w którym w celu wygenerowania sygnałów sterujących porównywane są wyjścia (ustalana jest też ich różnica) z modelu odniesienia (obiektu) i z samego obiektu.
Układy regulacji z modelem obiektu projektuje się w przypadku gdy zachodzi potrzeba uzyskania zadowalającego sterowania w trudnych przypadkach, gdy występują nieliniowości i zmiany parametrów w czasie.
Sterowanie w takim układzie wymaga więc wyspecyfikowania modelu układu, który wiąże jego wejścia z jego wyjściami. Model taki nie musi być urządzeniem typu hardware, wystarczy model matematyczny symulujący układ rzeczywisty na komputerze. Oczekuje się, że rzeczywisty układ będzie zbieżny z przyjętym modelem układu. Problem projektowy polega zwykle na tym by dokonać syntezy regulatora tak by zawsze generował on sygnał sterujący, który wymusza stan rzeczywistego układu zbieżny ze stanem modelu.
Układ regulacji z modelem obiektu, choć może się tak wydawać, nie jest strukturą adaptacyjną, gdyż w czasie sterowania zarówno algorytm sterowania, jak i jego parametry pozostają stałe mimo zmian parametrów procesu i/lub zakłóceń.