Parece que cualquier controlador de motor usado en tu escudo está perdiendo algo de poder. Es eso o su suministro de 9V no fue capaz de entregar la corriente requerida.
Debería poder obtener una idea rápida midiendo tanto la tensión de entrada como la tensión de salida de los controladores del motor bajo carga.
Si el voltaje de entrada cae bajo carga, es probable que su fuente de alimentación no sea capaz de suministrar la corriente nominal. Si el voltaje de salida del motor es menor que el voltaje de entrada, es probable que el controlador del motor esté perdiendo energía internamente.
Si es lo primero, necesitará una fuente de alimentación más robusta que pueda suministrar la corriente necesaria. Si es lo último, debe consultar la hoja de datos del controlador del motor para ver la cantidad de energía que desperdicia en ciertos puntos operativos para determinar qué voltaje necesita para conducir a 12 V en la salida.